DE60300328T2

DE60300328T2 - Fahrbahnzustandserfassungsvorrichtung und diese Vorrichtung benutzendes Fahrzeugsteuerungssystem

Info

Publication number: DE60300328T2
Application number: DE60300328T
Authority: DE
Inventors: Yoshiyuki Nagoya city Yasui; Eiichi Aichi-gun Ono; Yuji Aichi-gun Muragishi; Shinji Kariya city Takeuchi; Minekazu Kariya city Momiyama; Hiroaki Kariya city Kato; Yuzo Chita-gun Imoto; Hiroaki Anjo city Aizawa
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Advics Co Ltd; Toyoda Koki KK
Current assignee: Advics Co Ltd; Toyoda Koki KK; Aisin Corp
Priority date: 2002-10-11
Filing date: 2003-10-10
Publication date: 2006-01-05
Anticipated expiration: 2023-10-11
Also published as: US6941213B2; EP1407949A1; JP2004130965A; DE60300328D1; EP1407949B1; US20040133324A1; JP3964771B2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Bereich der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrbahnbedingungsschätzvorrichtung, bezieht sich insbesondere auf eine Vorrichtung zum Schätzen eines Greiffaktors, der ein Greifniveau eines Reifens an einer Fahrbahnfläche in eine Seitenrichtung eines Fahrzeugrads anzeigt, und/oder zum Schätzen eines Reibungskoeffizienten von jedem Rad an einer Fahrbahnfläche auf der Grundlage des Greiffaktors, um eine Fahrbahnbedingung auf der Grundlage von zumindest einem der Faktoren einschließlich des Greiffaktors und des Reibungskoeffizienten zu schätzen.
2. Beschreibung des zugehörigen Stands der Technik
Zum Beibehalten einer Stabilität eines Fahrzeugs ist bisher eine Vorrichtung zum Steuern einer Bremskraft bekannt, die auf jedes Rad auf der Grundlage einer Fahrzeugzustandsvariablen aufgebracht wird, die erfasst und bestimmt wird, die in der Japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 6-99800 beispielsweise offenbart ist. In dieser Veröffentlichung wird ein Sollwert einer Gierrate auf der Grundlage einer Fahrzeuggeschwindigkeit und eines Lenkwinkels bereitgestellt und wird ein Übersteuern oder ein Untersteuern durch eine abgeleitete Funktion einer Differenz zwischen dem Ist-Wert und dem Soll-Wert der Gierrate bestimmt. In dem Fall des Übersteuerns wird ein Bremsschlupf an einem Vorderrad vergrößert, das an einer Außenseite an einer Kurve beim Kurvenfahren gelegen ist, wird insbesondere eine Bremskraft an dem Vorderrad vergrößert, das an der Außenseite der Kurve gelegen ist. Hingegen wird in dem Fall des Untersteuerns der Bremsschlupf an dem Vorderrad vergrößert, das an der Innenseite der Kurve gelegen ist. Und es ist in der Japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 62-146754 eine Vorrichtung zum Einstellen einer Vorderraddrehzahldifferenz und eines Sollwerts einer Seitenbeschleunigung oder einer Gierrate auf der Grundlage eines Lenkwinkels und einer Fahrzeuggeschwindigkeit zum Steuern einer Bremse und/oder einer Abgabe eines Verbrennungsmotors offenbart.
In der Japanischen Offenlegungsschrift Nr. 11-99956 ist eine Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug mit einem variablen Lenkwinkelverhältnis offenbart, um zu verhindern, dass Räder übermäßig gelenkt werden, wobei ein Index, der ein Seitenkraftverwendungsverhältnis oder ein Seiten-G-Nutzungsverhältnis genannt wird, verwendet wird. Gemäß der in der Veröffentlichung offenbarten Vorrichtung wird ein Fahrbahnreibungskoeffizient μ geschätzt, um das Seitenkraftverwendungsverhältnis bereit zu stellen. Es wird beschrieben, dass eine Reaktionskraft einer Rahmenachse mit dem gleichen Lenkwinkel, die durch eine Fahrbahnfläche aufgebracht wird, gemäß dem Fahrbahnreibungskoeffizient μ verringert wird, da eine Kurvenfahrtleistung Cp eines Reifens um so mehr verringert werden wird, je niedriger der Fahrbahnreibungskoeffizient μ ist. Daher wird geschlossen, dass der Fahrbahnreibungskoeffizient μ durch Messen des Lenkwinkels der Vorderräder und der Reaktionskraft der Rahmenachse und Schätzen der Reaktionskraft der Rahmenachse gegen den Lenkwinkel der Vorderräder und einer Bezugsreaktionskraft der Rahmenachse geschätzt werden kann, die im voraus als ein Innenmodel bereitgestellt wird. Darüber hinaus wird ein äquivalenter Reibungskreis auf der Grundlage des Fahrbahnreibungskoeffizienten μ bereitgestellt, wird dann ein Betrag einer Reibungskraft, der durch eine längsgerichtete Kraft verwendet wird, davon subtrahiert, eine maximale zu erzeugende Seitenkraft bereitzustellen, und wird ein Verhältnis der gegenwärtig erzeugten Seitenkraft und der maximalen Seitenkraft als das Seitenkraftverwendungsverhältnis eingerichtet. Oder ein G-Seitensensor kann zum Einstellen des Seiten-G- Nutzungsverhältnisses auf der Grundlage des seitlichen G bereits vorgesehen werden, das durch den Sensor erfasst wird.
Ein bisheriger Fortschritt bei der elektronischen Technik hat ein so genanntes "By-wire-System" in verschiedenartige Stellsysteme für Fahrzeuge eingebracht, wie zum Beispiel ein By-wire-Lenksystem zur Verwendung bei einem Lenksteuerungssystem. Beispielsweise ist in der Japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2001-191937 ein By-wire-Lenksystem offenbart, wobei ein Lenkwinkel als Reaktion auf eine Bewegung eines Lenkstellglieds gesteuert wird, das durch ein manuell betätigtes Lenkelement betätigt wird, beispielsweise ein Lenkrad, das nicht mechanisch mit Räder verbunden ist, und wurde eine Lenksteuerungsvorrichtung für Fahrzeuge als eine Verbesserung des Systems vorgeschlagen. Ebenso ist in der Japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 7-329808 eine Lenksteuerungsvorrichtung zum Steuern eines Lenkwinkels für Hinterräder durch einen Motor offenbart, das in den Bereich des By-wire-Lenksystems eingeschlossen werden kann.
Im Hinblick auf eine Verbesserung der Fahrzeugstabilität wurde eine Fahrzeuggeschwindigkeitssteuerungsvorrichtung zum Steuern einer Geschwindigkeit eines Fahrzeugs beim Kurvenfahrtbetrieb in dem Japanischen Patent Nr. 2716435 vorgeschlagen. Es wird in diesem Patent offenbart, dass Seitenkräfte (SV, SH) erfasst werden und Fahrzeugschlupfwinkel (ΔV, ΔH) als Fahrcharakteristiken des Fahrzeugs beim Kurvenfahrtbetrieb erfasst werden, und dass Quotienten (ΔSV/ΔδV, ΔSH/ΔδH) der Änderungen der weiten Kräfte (ΔSV, DSH) und der Änderungen der Seitenkräfte (DδV, DδH) mit einer vorbestimmten Grenze (K) verglichen werden, so dass die Fahrzeuggeschwindigkeit gesteuert wird, wenn die Quotienten die vorbestimmte Grenze (K) übersteigen.
In dem Fall, dass die Reibung zwischen einer Fahrbahnfläche und einem Fahrzeugreifen an Ihrer Grenze angelangt ist, so dass sich eine übermäßige Untersteuerungsbedingung ergibt, ist erforderlich, nicht nur eine Gierbewegung des Fahrzeugs, insbesondere eine Position des Fahrzeugs an der Fahrbahnfläche zu steuern, sondern auch die Fahrzeuggeschwindigkeit zu verringern, um einen Radius einer gefahrenen Kurve des Fahrzeugs aufrecht zu erhalten, wie es durch den Fahrzeugfahrer beabsichtigt ist. Gemäß der Vorrichtung, die in der Veröffentlichung 6-99800 offenbart ist, wird jedoch das Fahrzeugverhalten bestimmt, nachdem der Reifen die Reibungsgrenze erreicht hat. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit in dieser Situation verringert wird, wird daher die Kurvenfahrtkraft verringert, wodurch die Tendenz einer Untersteuerung vergrößert werden kann. Des Weiteren beginnt gemäß dem tatsächlichen Steuerungssystem, da ein Totbereich für eine Steuerung vorgesehen ist, die Steuerung im Allgemeinen nachdem ein bestimmtes Fahrzeugverhalten aufgetreten ist.
Wenn die Kurve einer Fahrzeugfahrbahn in einer Klothoidkurve ausgebildet ist, wird das Lenkrad mit einem allmählich ansteigenden Betrag gedreht werden, wenn der Fahrzeugfahrer beabsichtigt, der Kurve der Fahrbahn zu folgen. In dem Fall, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit hoch ist, wird dann, wenn das Fahrzeug in die Kurve eingetreten ist, daher die an dem Rad erzeugte Seitenkraft nicht im Gleichgewicht mit einer Zentrifugalkraft stehen, wodurch das Fahrzeug dazu neigt, aus der Kurve getrieben zu werden. In diesen Fällen werden die Vorrichtungen, wie in der Veröffentlichung Nr. 6-99800 und 62-146754 offenbart sind, arbeiten, um die Bewegung des Fahrzeugs zu steuern. Da jedoch die Steuerungen bei der Kurvenfahrtgrenze beginnen, kann die Fahrzeuggeschwindigkeit nicht ausreichend durch diese Steuerungen verringert werden. Daher kann verursacht werden, dass durch diese Steuerungen nur verhindert werden kann, dass das Fahrzeug aus der Kurve getrieben wird.
Gemäß der in dem Japanischen Patent Nr. 2716435 offenbarten Vorrichtung wird das Fahrzeug auf der Grundlage der Änderung einer Seitenkraft und der Änderung eines Fahrzeugschlupfwinkels gesteuert. Da diese Änderungen (beispielsweise ein Zeitableitungswert) wahrscheinlich durch Rauschen beeinträchtigt werden, sollte eine Erfassungsgenauigkeit in dem Fall beobachtet werden, bei dem eine Störung, die von der Fahrbahnfläche aufgeprägt wird, groß ist, wenn das Fahrzeug beispielsweise an einer rauen Fahrbahn fährt. Wenn das Fahrzeug auf der Grundlage der Änderung der Seitenkraft und der Änderung des Fahrzeugschlupfwinkels gemäß dieser Vorrichtung gesteuert wird, kann ein Start der Steuerung nur in einem derartigen Zustand, in dem die Charakteristik [Radschlupfwinkel zu Seitenkraft] oder [Radschlupfwinkel zu seitlicher Kraft] beginnt gesättigt zu werden, insbesondere in der Umgebung ihrer Grenze auch in dem normalen Zustand bestimmt werden.
Des Weiteren ist in AUTOMOTIV ENGINEERING HANDBOOK, First Volume, for BASIC & THEORY, herausgegeben am 1. Februar 1990 durch Society of Automotive Engineers of Japan, Inc., Seiten 179 und 180, ein derartiger Zustand offenbart, dass ein Reifen sich an einer Fahrbahn dreht, der mit einem Schlupfwinkel α rutscht, wie in einem Teil von 1 der vorliegenden Anmeldung gezeigt ist. Wie durch gestrichelte Linien in 1 angedeutet ist, berührt eine Lauffläche des Reifens einer Fahrbahnfläche an einem vorderen Ende der Kontaktfläche einschließlich eines Punkts (A) in 1 und bewegt sich in dem voranschreitenden Reifen, der an der Fahrbahnfläche anhaftet, bis zu einem Punkt (B). Der Reifen beginnt zu schlupfen, wenn eine Verformungskraft durch eine Seitenscherverformung gleich einer Reibungskraft geworden ist, und trennt sich von der Fahrbahnfläche an einem hinteren Ende einschließlich eines Punkts (C). In diesem Fall ist eine Seitenkraft Fy, die an der gesamten Kontaktfläche erzeugt wird, gleich einem Produkts einer verformten Fläche der Lauffläche in diese seitliche Richtung (wie durch eine schraffierte Fläche in 1 angedeutet ist) multipliziert mit ihrem seitlichen elastischen Koeffizient pro Flächeneinheit. Wie in 2 gezeigt ist, wird ein Punkt einer Aufbringung einer Kraft für die Seitenkraft Fy nach hinten (nach links in 1) von einem Punkt (0) an der Mittellinie des Reifens um einen Abstand (e_n) verschoben, der ein Reifennachlauf genannt wird. Demgemäß wird ein Moment Fy × e_n ein Ausrichtungsdrehmoment (Tsa), das in eine Richtung zum Verringern des Schlupfwinkels α wirkt und das ein Selbstausrichtungsdrehmoment genannt werden kann.
Als nächstes wird ein Fall, bei dem der Reifen an einem Fahrzeug eingebaut ist, unter Bezugnahme auf 4 erklärt, die 1 vereinfacht. Mit Bezug auf gelenkte Räder eines Fahrzeugs wird im Allgemeinen ein Nachlaufwinkel so bereitgestellt, dass ein Lenkrad auf seine Ausgangsposition sanft zurückgestellt werden kann, um einen Nachlaufpfad (e_c) zu erzeugen. Daher berührt der Reifen die Fahrbahnfläche an einem Punkt (0'), so dass das Moment zum Treiben des Lenkrads, so dass es auf seiner Ausgangsposition positioniert wird, (Fy × e_n + e_c) wird. Wenn eine Seitengreifkraft des Reifens verringert wird, so dass sich der Schlupfbereich vergrößert, wird die Seitenverformung der Lauffläche eine Änderung einer Gestalt von ABC in 2 zu einer Gestalt von ADC ergeben. Als Folge wird der Punkt der Aufbringung einer Kraft für die Seitenkraft Fy nach vorne in die voreilende Richtung des Fahrzeugs von einem Punkt (H) zu einem Punkt (J) verschoben. Der Reifennachlauf (e_n) wird nämlich verringert. Auch in dem Fall, in dem die gleiche Seitenkraft Fy an dem Reifen wirkt, wenn die anhaftende Fläche relativ groß ist und die Schlupffläche relativ klein ist, wenn insbesondere die Seitengreifkraft des Reifens relativ groß ist, wird daher der Reifennachlauf (e_n) relativ groß, so dass das Ausrichtungsdrehmoment Tsa relativ groß wird. Wenn dagegen die Seitengreifkraft des Reifens verringert ist und die Schlupffläche vergrößert ist, wird dann der Reifennachlauf (e_n) relativ klein, so dass das Ausrichtungsdrehmoment Tsa verringert werden wird.
Wie vorstehend beschrieben ist, kann durch Überwachen der Änderung des Reifennachlaufs (e_n) das Greifniveau des Reifens in seine seitliche Richtung erfasst werden. Und die Änderung des Reifennachlaufs (e_n) ergibt das Ausrichtungsdrehmoment Tsa, auf dessen Grundlage ein Greiffaktor, der ein Greifniveau des Greifens in seine seitliche Richtung anzeigt, mit Bezug auf ein Vorderrad beispielsweise geschätzt werden kann (im Folgenden einfach als Greiffaktor bezeichnet). Mit Bezug auf den Greiffaktor kann dieser auf der Grundlage einer Grenze einer Seitenkraft für eine Fahrbahnreibung geschätzt werden, wie später genau beschrieben wird.
Der Greiffaktor, wie vorstehend beschrieben ist, ist klar von dem Seitenkraftverwendungsverhältnis oder dem Seiten-G-Nutzungsverhältnis verschieden, wie in der Veröffentlichung Nummer 11-99956 beschrieben ist, wobei die maximale Seitenkraft, die an der Fahrbahnfläche erzeugt werden kann, auf der Grundlage des Fahrbahnreibungskoeffizienten μ erhalten wird. Und dieser Fahrbahnreibungskoeffizient μ wird auf der Grundlage einer Zuverlässigkeit der Kurvenfahrtleistung Cp (Wert der Seitenkraft pro Grad des Schlupfwinkels) auf den Fahrbahnreibungskoeffizienten μ geschätzt werden. Jedoch hängt die Kurvenfahrtleistung Cp nicht nur von dem Fahrbahnreibungskoeffizienten μ sondern auch von einer Gestalt der Fläche der Fahrbahn, die den Reifen berührt, (ihre Berührungslänge und -breite mit der Fahrbahn) und einer Elastizität des Laufflächengummis ab. Beispielsweise in dem Fall, in dem Wasser an der Lauffläche vorhanden ist, oder in dem Fall, dass die Elastizität des Laufflächengummis sich auf Grund einer Abnutzung des Reifens oder dessen Temperaturänderung geändert hat, wird die Kurvenfahrtleistung Cp auch dann variieren, wenn der Fahrbahnreibungskoeffizient μ konstant ist. In der Veröffentlichung Nr. 11-99956 wurde daher die Charakteristik des Reifens nicht berücksichtigt, die das Rad bilden.
Wenn dagegen der Greiffaktor, wie vorstehend beschrieben ist, direkt für die verschiedenartigen Steuerungen verwendet wird, können sie geeignet gemäß einer Fahrbahnbedingung bei einem frühzeitigem Stadium erzielt werden, lange bevor die Reibung zwischen der Fahrbahnfläche und dem Reifen an ihre Grenze gelangt. Zusätzlich kann der Reibungskoeffizient der Fahrbahnfläche auf der Grundlage des Greiffaktors geschätzt werden, wie später genau beschrieben wird. Wenn daher der Greiffaktor und der Reibungskoeffizient als Fahrbahnfaktoren eingesetzt werden, um die Fahrbahnbedingung auf der Grundlage der Fahrbahnfaktoren zu schätzen, kann die Fahrbahnbedingung bei dem frühzeitigen Stadium geschätzt werden, lange bevor die Reibung zwischen der Fahrbahnfläche und dem Reifen an ihre Grenze gelangt.
Wenn insbesondere das By-wire-Lenksystem, wie in der Veröffentlichung Nr. 2001-191937 und 7-329808 offenbart ist, eingesetzt wird, wird die Lenksteuerung durch eine Betätigungseinrichtung (beispielsweise einem Motor) vorgenommen, die mechanisch von dem Lenkrad getrennt ist, das als manuell betätigtes Lenkelement dient. In diesem Fall kann daher das Ausrichtungsdrehmoment, wie vorstehend beschrieben ist, durch Erfassen eines Signals (beispielsweise eines elektrischen Stroms) zum Antreiben der Betätigungseinrichtung erhalten werden, wie später genau beschrieben wird, so dass die Schätzung des Greiffaktors einfach vorgenommen werden kann. Wenn des Weiteren der Aufbau derart ist, dass die Lenksteuerung für jedes Rad durchgeführt werden kann, kann der Greiffaktor für jedes Rad geschätzt werden. Dann kann der Greiffaktor von dem normalen Zustand ausgehend betrachtet werden und kann in einem derartigen Zustand, in dem der Greiffaktor verringert ist oder es wahrscheinlich ist, dass er verringert wird, die Fahrzeugstabilitätssteuerung erzielt werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fahrbahnbedingungsschätzvorrichtung zur Verwendung bei einem Fahrzeug mit einem By-wire-Lenksystem zu schaffen, die geeignet ist, einen Lenkwinkel jedes Rads durch ein Stellglied zu steuern, das mechanisch von einem manuell betätigten Lenkelement getrennt ist, und die fähig ist, eine Bedingung einer Fahrbahnfläche für jedes Rad bei einer geeigneten Zeitabstimmung genau zu schätzen, wenn das Fahrzeug an der Fahrbahnfläche fährt.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fahrzeugbewegungssteuerungsvorrichtung zur Verwendung bei einem Fahrzeug mit einem By-wire-Lenksystem zu schaffen, das geeignet ist, einen Lenkwinkel durch ein Stellglied zu steuern, das mechanisch von einem manuell betätigten Lenkelement getrennt ist, und die fähig ist, eine Bedingung einer Fahrbahnfläche für jedes Rad bei einer geeigneten Zeitabstimmung genau zu schätzen, wenn das Fahrzeug an der Fahrbahnfläche fährt, und eine Bewegungssteuerung geeignet auf der Grundlage der geschätzten Fahrbahnbedingung zu erzielen.
Zum Lösen der vorstehend genannten und andere Aufgaben ist die Fahrbahnbedingungsschätzvorrichtung zum Schätzen einer Fahrbahnbedingung zur Verwendung bei einem Fahrzeug vorgesehen, die eine Lenksteuerungseinrichtung zum Betätigen einer Vorrichtung hat, die mechanisch unabhängig von einem manuell betätigten Lenkelement zum Lenken jedes Rads ist. Die Vorrichtung weist eine Reaktionsdrehmomenterfassungseinrichtung zum Erfassen eines Reaktionsdrehmoments, wenn zumindest ein Rad des Fahrzeugs durch die Lenksteuerungseinrichtung gelenkt wird, eine Ausrichtungsdrehmomentschätzeinrichtung zum Schätzen eines Ausrichtungsdrehmoments, das an dem Rad erzeugt wird, auf der Grundlage des Reaktionsdrehmoments, das durch die Reaktionsdrehmomenterfassungseinrichtung erfasst wird, eine Radfaktorbereitstellungseinrichtung zum Bereitstellen von zumindest einem von Radfaktoren einschließlich einer Seitenkraft und eines Schlupfwinkels, die auf das Rad aufgebracht werden, und ein Greiffaktorschätzeinrichtung zum Schätzen eines Greiffaktors von zumindest einem Rad auf gemäß einer Beziehung zwischen dem Ausrichtungsdrehmoment, das durch die Ausrichtungsdrehmomentschätzeinrichtung geschätzt wird, und dem Radfaktor, der durch die Radfaktorbereitstellungseinrichtung bereitgestellt wird.
Bei der Lenksteuerungseinrichtung, wie vorstehend beschrieben ist, kann die Vorrichtung durch einen Motor gebildet sein. Die Seitenkraft und der Schlupfwinkel, die auf das Rad aufgebracht werden, können durch eine Fahrzeugzustandsvariablenerfassungseinrichtung zum Erfassen einer Fahrzeugzustandsvariablen geschätzt werden, wie zum Beispiel einer Fahrzeuggeschwindigkeit, einer Seitenbeschleunigung, einer Gierrate, eines Lenkwinkels und dergleichen. Oder die Seitenkraft und der Schlupfwinkel können direkt erfasst werden.
Vorzugsweise weist die Vorrichtung des Weiteren eine Reibungsschätzeinrichtung zum Schätzen eines Reibungskoeffizienten einer Fahrbahn, an der das Fahrzeug fährt, auf der Grundlage des Greiffaktors auf, der durch die Greiffaktorschätzeinrichtung geschätzt wird.
Des Weiteren kann die Vorrichtung eine Warneinrichtung zum Warnen eines Fahrzeugfahrers aufweisen, wenn zumindest einer von Radfaktoren einschließlich des Greiffaktors, der durch die Greiffaktorschätzeinrichtung geschätzt wird, und des Reibungskoeffizienten, der durch die Reibungsschätzeinrichtung geschätzt wird, geringer als ein vorbestimmter Wert ist.
Die Vorrichtung kann des weiteren eine Fahrbahnflächenbestimmungseinrichtung zum Bestimmen aufweisen, ob das Fahrzeug an einer geteilten Fahrbahn mit zumindest zwei parallelen Spuren mit unterschiedlichen Reibungskoeffizienten fehlt, auf der Grundlage des Ergebnisses eines Vergleichs zwischen zumindest einem der Radfaktoren einschließlich des Greiffaktors, der durch die Greiffaktorschätzeinrichtung geschätzt wird, und dem Reibungskeoffizienten, der durch die Reibungsschätzeinrichtung geschätzt wird, mit Bezug auf ein rechtes Rad des Fahrzeugs, und zumindest einem der Fahrbahnfaktoren mit Bezug auf ein linkes Rad des Fahrzeugs.
Hinsichtlich der Fahrzeugbewegungssteuerungsvorrichtung ist diese vorzugsweise mit einer Vorrichtung zum Schätzen einer Fahrbahnbedingung zur Verwendung bei einem Fahrzeug mit einer Lenksteuerungseinrichtung zum Betätigen einer Vorrichtung versehen, die mechanisch unabhängig von einer manuell betätigten Lenkelement zum Lenken jedes Rades ist. Und die Fahrzeugbewegungssteuerungsvorrichtung weist eine Reaktionsdrehmomenterfassungseinrichtung zum Erfassen eines Reaktionsdrehmoments, wenn zumindest ein Rad des Fahrzeugs durch die Lenksteuerungseinrichtung gelenkt wird, eine Ausrichtungsdrehmomentschätzeinrichtung zum Schätzen eines Ausrichtungsdrehmoments, das an dem Rad erzeugt wird, auf der Grundlage des Reaktionsdrehmoments, das durch die Reaktionsdrehmomenterfassungseinrichtung erfasst wird, eine Radfaktorbereitstellungseinrichtung zum Schätzen von zumindest einem von Radfaktoren einschließlich einer Seitenkraft und eines Schlupfwinkels, die auf das Rad aufgebracht werden, und eine Greiffaktorschätzeinrichtung auf zum Schätzen eines Greiffaktors von zumindest einem Reifen des Rads gemäß einer Beziehung zwischen dem Ausrichtungsdrehmoment, das durch die Ausrichtungsdrehmomentseinrichtung geschätzt wird, und dem Radfaktor, der durch die Radfaktorbereitstellungseinrichtung bereitgestellt wird. Und die Lenksteuereinrichtung ist geeignet, um das Rad zu lenken, um einen Lenkwinkel davon auf der Grundlage des Greiffaktors vorzusehen, der durch die Greiffaktorschätzeinrichtung geschätzt wird.
Vorzugsweise ist die Lenksteuereinrichtung geeignet, ein Rad des Fahrzeugs zu lenken, wobei der Greiffaktor auf weniger als einen vorbestimmten Wert verringert ist, um den Lenkwinkel des einen Rads zu verringern. Und die Lenksteuerungseinrichtung kann geeignet sein, um das andere Rad des Fahrzeugs zu lenken, das an einer Position angeordnet ist, die entgegengesetzt zu dem einen Rad in eine seitliche Richtung des Fahrzeugs ist, um den Lenkwinkel des anderen einen Rads zu vergrößern.
Des Weiteren kann die Vorrichtung eine Bremskraftsteuerungseinrichtung zum Steuern einer Bremskraft aufweisen, die auf jedes Rad des Fahrzeugs aufgebracht wird, und kann die Bremskraftsteuerungseinrichtung die Bremskraft auf der Grundlage des Greiffaktors einstellen, der durch die Greiffaktorschätzeinrichtung geschätzt wird.
In dem Fall, dass der Greiffaktor des einen Rad des Fahrzeugs, der durch die Greiffaktorschätzeinrichtung geschätzt wird, auf weniger als einen vorbestimmten Wert verringert ist, kann die Bremskraftsteuerungseinrichtung die Bremskraft auf Räder des Fahrzeugs aufbringen, die andere als das eine Rad sind. Oder in dem Fall kann die Bremskraftsteuerungseinrichtung die Bremskraft verringern, die auf das Rad aufgebracht wird, und die Bremskraft erhöhen, die auf das zumindest eine der Räder des Fahrzeugs aufgebracht wird, die andere als das eine Rad sind.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorstehend angegebene Aufgabe und die folgende Beschreibung wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen einfach erkennbar, wobei ähnliche Bezugszeichen ähnliche Elemente bezeichnen und wobei:
1 ein Diagramm ist, das eine Beziehung zwischen einem Ausrichtungsdrehmoment und einer Seitenkraft zeigt, wenn ein Reifen vorangetrieben wird, der in die seitliche Richtung durchrutscht;
2 ein Diagramm ist, das die Beziehung zwischen dem Ausrichtungsdrehmoment und der Seitenkraft vereinfacht, wie in 1 gezeigt ist;
3 ein schematisches Blockdiagramm einer Fahrzeugbewegungssteuersvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;
4 ein Blockdiagramm ist, das Systeme einer Bewegungssteuerungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
5 ein Blockdiagramm einer Lenksteuerungseinheit bei einem Lenksteuerungssystem einer Fahrzeugbewegungssteuerungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;
6 ein Blockdiagramm eines Lenksteuerungssystems einer Fahrzeugbewegungssteuerungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;
7 ein Blockdiagramm einer Greiffaktorschätzvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;
8 ein Blockdiagramm einer Greiffaktorschätzeinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;
9 ein Diagramm ist, das eine Beziehung zwischen einem Ausrichtungsdrehmoment und einer Seitenkraft gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
10 ein Diagramm ist, das eine Beziehung zwischen einem Ausrichtungsdrehmoment und einer Seitenkraft zu einem Radschlupfwinkel gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
11 ein Diagramm ist, das eine Beziehung zwischen einem Ausrichtungsdrehmoment und einem Radschlupfwinkel gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
12 ein Diagramm ist, das eine Beziehung zwischen einem Ausrichtungsdrehmoment und einem Radschlupfwinkel gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei eine Bewegungslast geändert wird;
13 ein Diagramm ist, das eine Beziehung zwischen einem Ausrichtungsdrehmoment und einem Radschlupfwinkel gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
14 ein Diagramm ist, das eine Beziehung zwischen einem Ausrichtungsdrehmoment und einem Radschlupfwinkel gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
15 ein Diagramm ist, das eine Beziehung zwischen einem Ausrichtungsdrehmoment und einem Radschlupfwinkel gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
16 ein Diagramm ist, das eine Charakteristik eines Reibungsdrehmoments gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, die sich aus der Coulomb'schen Reibung ergibt, zur Verwendung beim Korrigieren des zu schätzenden Ausrichtungsdrehmoments;
17 ein Diagramm ist, das eine Charakteristik einer Reibungskomponente eines Lenksystems zur Verwendung beim Korrigieren eines zu schätzenden Ausrichtungsdrehmoments gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
18 ein Blockdiagramm zum Schätzen eines Radfaktors auf der Grundlage eines Lenkwinkels eines Rads und einer Fahrzeuggeschwindigkeit durch einen Beobachter auf der Grundlage eines Fahrzeugmodels gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;
19 ein Blockdiagramm zum Schätzen eines Radfaktors auf der Grundlage eines Beobachters basierend auf einem Fahrzeugmodel gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist, wobei eine Korrektur hinzugefügt ist;
20 ein Blockdiagramm zum direkten Berechnen eines Radfaktors durch eine Zustandsvariablenberechnung ohne die Verwendung eines Beobachters gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;
21 ein Diagramm ist, das eine Beziehung zwischen einem Ausrichtungsdrehmoment und einem Radschlupfwinkel gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
22 ein Diagramm ist, das eine Beziehung zwischen einem Greiffaktor ε auf der Grundlage eines Reifennachlaufs und eines Greiffaktors εm auf der Grundlage einer Grenze einer Seitenkraft für eine Fahrbahnreibung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
23 ein Blockdiagramm ist, das eine Fahrbahnreibungskoeffizientenschätzvorrichtung als Beispiel einer Fahrbahnbedingungsschätzvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
24 ein Blockdiagramm ist, das ein Beispiel zum Schätzen eines Fahrbahnreibungskoeffizienten auf der Grundlage eines Ausrichtungsdrehmoments und eines Radfaktors bei einer Fahrbahnbedingungsschätzvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
25 ein Diagramm ist, das ein Beispiel zum Schätzen eines Fahrbahnreibungskoeffizienten, wobei eine Seitenkraft als ein Radfaktor verwendet wird, bei einer Fahrbahnreibungskoeffizientenschätzvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
26 ein Diagramm ist, das ein Beispiel zum Schätzen eines Fahrbahnreibungskoeffizienten, wobei ein Radschlupfwinkel als ein Radfaktor verwendet wird, bei einer Fahrbahnreibungskoeffizientenschätzvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
27 ein Diagramm ist, das eine Beziehung zwischen einem Radschlupfwinkel und einem Ausrichtungsdrehmoment bei einer Fahrbahnreibungskoeffizientenschätzvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
28 ein Blockdiagramm zum Einstellen eines gewünschten Radwinkels bei einem By-wire-Lenksystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;
29 ein Blockdiagramm zum Einstellen einer gewünschten Lenkreaktionskraft bei einem Lenkreaktionskraftsimulator gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;
30 ein Blockdiagramm zum Einstellen einer gewünschten Bremskraft für jedes Rad bei einer Fahrzeugbewegungssteuerungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;
31 ein Diagramm ist, das eine gewünschte Bremskraft für jedes Rad bei einer Fahrzeugbewegungssteuerungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
32 ein Ablaufdiagramm ist, das ein Beispiel einer Lenksteuerung zum Verbessern einer Fahrzeugstabilität auf der Grundlage eines relativen Greiffaktors für jedes Rad gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
33 ein Ablaufdiagramm ist, das ein Beispiel einer Bremskraftsteuerung zum Verbessern einer Fahrzeugstabilität auf der Grundlage eines relativen Greiffaktors für jedes Rad gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
34 ein Ablaufdiagramm ist, das ein Beispiel einer Bremskraftsteuerung auf der Grundlage eines relativen Greiffaktors für jedes Rad gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
35 ein Ablaufdiagramm ist, das eine Routine zum Bestimmen einer μ-Teilungsfahrbahn auf der Grundlage eines Greiffaktors gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
36 ein Blockdiagramm ist, das ein Ausführungsbeispiel einer Fahrbahnbedingungsschätzeinrichtung der vorliegenden Erfindung zeigt, die für ein Fahrzeug mit Drehmomentsensoren und Seitenkraftsensoren vorgesehen ist.
37 ein Blockdiagramm ist, das ein Ausführungsbeispiel einer Greiffaktorschätzvorrichtung zeigt, die für ein Fahrzeug vorgesehen ist, wie in 36 gezeigt ist, und
38 eine Tabelle ist, die Ausführungsbeispiele mit solchen Systemen zeigt, die zum Schätzen eines Greiffaktors jedes Rads unabhängig und individuell gemäß der vorliegenden Erfindung gebildet sind.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Unter Bezugnahme auf die 3–6 ist schematisch ein Fahrzeug mit einer Bewegungssteuerungsvorrichtung dargestellt, die eine Fahrbahnbedingungsschätzvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung hat. Das Fahrzeug des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist wie in 3 aufgebaut und wie in 4 durch ein Lenksteuerungssystem (STR), einen Lenkreaktionskraftsimulator (SST), ein Bremssteuerungssystem (BRK), ein Drosselsteuerungssystem (SLT), ein Schaltsteuerungssystem (ATM) und ein Warnsystem (ALM) gebildet, die miteinander durch einen Kommunikationsbus verbunden sind, so dass jedes System alle Informationen gemeinsam erhalten kann. Bei dem Lenksteuerungssystem (STR) des vorliegenden Ausführungsbeispiels sind Lenkstellglieder SA1–SA4 für Räder WH1–WH4 jeweils vorgesehen, wie in 3 gezeigt ist.
Wie in 3 gezeigt ist, sind an den Rädern WH1–WH4 Raddrehzahlsensoren WS1–WS4 jeweils versehen, die mit der elektronischen Steuerungseinrichtung ECU verbunden sind, und durch die ein Signal mit Impulsen proportional zu einer Drehzahl des Rads, insbesondere ein Raddrehzahlsignal zu der elektronischen Steuerungseinrichtung ECU gefördert wird. Des Weiteren sind ein Bremsschalter BS, der sich einschaltet, wenn das Bremspedal BP niedergedrückt wird, und sich ausschaltet, wenn das Bremspedal BP losgelassen wird, ein Lenkwinkelsensor FS zum Erfassen eines Lenkwinkels θxx der Vorderräder WH1 und WH2, ein Lenkwinkelsensor RS zum Erfassen eines Lenkwinkels θr der Hinterräder WH3 und WH4, ein Längsbeschleunigungssensor XG zum Erfassen einer Fahrzeuglängsbeschleunigung Gx, ein Seitenbeschleunigungssensor YG zum Erfassen einer Fahrzeugseitenbeschleunigung Gy, ein Gierratensensor YR zum Erfassen einer Gierrate γ des Fahrzeugs und so weiter vorgesehen, die elektrisch mit der elektronischen Steuerungseinrichtung ECU verbunden sind.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist das Lenksteuerungssystem das Lenksteuerungssystem (STR) auf, wie vorstehend beschrieben ist, so dass es so gebildet ist, dass das Rad gesteuert wird, so dass es durch ein Stellglied gelenkt wird, das mechanisch von einem Lenkrad SW getrennt ist, das als ein manuell betätigtes Lenkelement dient. Wie nämlich in 3 gezeigt ist, sind das Lenkrad SW und jedes der Räder WH1–WH4 mechanisch nicht miteinander verbunden. Daher wird die Betätigung des Lenkrads SW bei einer Lenkbetätigungserfassungseinheit SS erfasst, die durch einen Lenkwinkelsensor SM (Radbetätigungswinkelsensor) (in 4), einen Lenkdrehmomentsensor (nicht gezeigt) (einen Lenkradbetätigungsdrehmomentsensor) oder ähnlich abgebildet sein kann. Bei dem Lenksteuerungssystem (STR) ist eine Lenksteuerungseinheit ECU1, die mit einer CPU, einem ROM und einem RAM für die Lenksteuerung vorgesehen ist, und mit der ein Lenkwinkelsensor und ein elektrischer Stromsensor verbunden sind, und ein Motor M durch einen Antriebsschaltkreis DC1 verbunden. Im Betrieb wird ein gewünschter Lenkwinkel (Sollwert) θxxt für den Lenkwinkel jedes Rads bei der Lenksteuerungseinheit ECU1 auf der Grundlage des Betrages eines einer Lenkbetätigung durch den Fahrer bereitgestellt, der bei der Lenkbetätigungserfassungseinheit RS erfasst wird, wie in 3 gezeigt ist, und einer Fahrzeugzustandsvariablen (Fahrzeuggeschwindigkeit, Gierrate, Lenkbeschleunigung, Seitenbeschleunigung, Fahrzeugschlupfwinkel und dergleichen), eines Reibungszustands zwischen jedem Rad und der Fahrbahnfläche und so weiter. In diesem Fall bezeichnet "xx" jedes Rad, so dass "fr" das Rad an der vorderen rechten Seite bezeichnet, "fl" das Rad an der vorderen linken Seite bezeichnet, "rr" das Rad an der hinteren rechten Seite bezeichnet und "rl" das Rad an der hinteren linken Seite bezeichnet. Auf der Grundlage des gewünschten Lenkwinkels θxxt werden daher die Lenkstellglieder SA1–SA4, die betriebsfähig jeweils an den Rädern montiert sind, individuell zum Steuern des Lenkwinkels θxx für jedes Rad betätigt.
Des Weiteren wird der Lenkreaktionskraftsimulator (SST) gesteuert, um eine geeignete Reaktionskraft gemäß dem Fahrzeugzustand beim Fahren oder dem Zustand des Lenkrads SW bereitzustellen, wenn es betätigt wird. Wie es in 3 gezeigt ist, ist der Lenkreaktionskraftsimulator (SST) betriebsfähig mit dem Lenkrad SW verbunden und sind, wie in 4 gezeigt ist, der Kurvenfahrtwinkelsensor MS und der Drehmomentsensor TS mit der Steuerungseinheit ECU verbunden, mit der ein Reaktionsmotor RM durch einen Anschaltkreis DC2 verbunden ist. Demgemäß kann ein Drehmoment durch den Reaktionsmotor RM und ein elastisches Element (nicht gezeigt) zum Erzeugen einer Kraft erzeugt werden, die auf das Lenkrad SW in eine Richtung aufgebracht wird, um dieses zu positionieren, um das Fahrzeug in der Bewegung zu halten, die gerade nach vorn weist, wie in der Veröffentlichung Nr. 2001-191937 offenbart ist.
Die Lenksteuerungseinheit zur Verwendung bei dem Lenksteuerungssystem (STR) ist gebildet, wie in 5 gezeigt ist. Die Information hinsichtlich des Zustands der Lenkbetätigung durch den Fahrer und des Bewegungsfahrzeugzustands (Fahrzeuggeschwindigkeit, Gierrate, Längsbeschleunigung, Seitenbeschleunigung, Fahreugschlupfwinkel und der gleichen) wird durch einen Komplikationsbus in die Lenksteuerungseinheit ECU1 gefördert, wo der gewünschte Wert θxxt des Lenkwinkels des Rads berechnet wird. Und auf der Grundlage des gewünschten Lenkwinkels θxxt wird der Motor M durch einen Antriebsschaltkreis 22 betätigt. Als Motor M kann ein bürstenloser DC-Motor eingesetzt werden und ist ein Drehwinkelsensor RS betriebsfähig daran montiert. Jedoch ist der Motor M nicht auf diesen DC-Motor beschränkt, sondern können andere Bauarten verwendet eingesetzt werden. Im Betrieb wird der Motor M betätigt, so dass er als Reaktion auf das Signal gesteuert wird, das durch den Drehwinkelsensor RS erfasst wird. Dann kann ein Reaktionsdrehmoment zu der Fahrbahnfläche auf der Grundlage eines elektrischen Stroms geschätzt werden, der durch einen Stromerfassungsabschnitt 23 erfasst wird, der an dem Antriebsschaltkreis 22 vorgesehen ist. In 5 deutet 24 eine Schnittstelle an, deutet 25 einen Konstantspannungsregulator an und deutet 10 eine Leistungsquelle an.
Der Motor M ist mit einem Übertragungsmechanismus CN durch einen Drehzahlverringerungsmechanismus RW verbunden, so dass eine Drehbewegung des Motors M in einer Linearbewegung eines Gelenkarms (nicht gezeigt) umgewandelt wird. Hinsichtlich des Übertragungsmechanismus CN kann eine Kugel und eine Schraube, eine Kugel und eine Mutter oder ähnliches verwendet werden (nicht gezeigt). Gemäß dem Übertragungsmechanismus CN erzeugt daher jedes Lenkstellglied SA1–SA4 einen Hub zum Bewegen des Gelenkarms zurück und nach vorn, um einen Lenkwinkel für jedes Rad bereitzustellen. In diesem Fall wird der Ist-Lenkwinkel jedes Rads durch jeden von Hubsensoren ST1–ST4 erfasst.
Mit Bezug auf den Motor M zur Verwendung bei dem Lenksteuerungssystem STR wird dieser beispielsweise gesteuert, wie in 6 gezeigt ist. Am Ausgang wird auf der Grundlage des Zustands einer Lenkbetätigung durch den Fahrer und des Fahrzeugbewegungszustands der gewünschte Lenkwinkel θxxt für jedes Rad bei einer Einheit 41 berechnet. Dann wird eine Grenze für den gewünschten Lenkwinkel gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit wegen eines Fehlerschutzes bei einer Einheit 42 bereitgestellt. Und die PD-Steuerung wird auf der Grundlage einer Abweichung zwischen dem gewünschten Lenkwinkel θxxt und dem Ist-Lenkwinkel θxx bei Einheiten 43–50 durchgeführt, so dass der Motor M gemäß dem Einschaltdauerverhältnis für die PWM-Steuerung betätigt wird, dass auf der Grundlage der Lenkwinkelabweichung berechnet wird. Da jede Einheit im Wesentlichen gleichartig aufgebaut ist, wie in der vorstehend erwähnten veröffentlichten Nummer 7-329808 offenbart ist, wird ihre Erklärung weggelassen.
Als nächstes ist das Bremssteuerungssystem (BRK) gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel durch ein so genanntes Brake-by-wire-System gebildet. Wie in 3 gezeigt ist, sind Raddrehzahlsensoren WS1–WS4 betriebsfähig an den Rädern WH1–WH4 jeweils montiert und sind Drucksensoren PS1–PS4 zum Erfassen des Drucks der Radbremszylinder (nicht gezeigt) vorgesehen. Dann sind, wie in 4 gezeigt ist, die Drucksensoren PS1–PS4 mit einer Bremssteuerungseinheit ECU3 verbunden, wobei mit jedem von diesen ein Solenoidventil SL durch einen Solenoidantriebsschaltkreis DC3 verbunden ist. Und die Betätigung des Bremspedals BP durch den Fahrer wird bei einer Bremsbetätigungserfassungseinheit mit einem Bremsschalter BS, einem Bremspedalhubsensor (nicht gezeigt), und dergleichen erfasst. Der Druck in einem Radbremszylinder von jedem Rad wird auf der Grundlage des Betrags einer Betätigung des Bremspedals BP durch den Fahrzeugfahrer, den Fahrzeugbewegungszustand, den Reibungszustand zwischen dem Rad und der Fahrbahnfläche und so weiter gesteuert. Das Bremssteuerungssystem des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist geeignet, eine Antischleudersteuerung (ABS), eine Bremsunterstützungssteuerung (BA), eine Traktionssteuerung (TRC), eine Fahrzeugstabilitätssteuerung (VSC) und deine adaptive Fahrtgeschwindigkeitsregelung (ACC) durchzuführen.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Verbrennungsmotor EG eine Brennkraftmaschine, die mit einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung SI und einer Drosselsteuerungsvorrichtung CH versehen ist, die als das Drosselsteuerungssystem (SLT) dient und die geeignet ist, eine gewünschte Drosselöffnung einer Reaktion auf eine Betätigung eines Beschleunigerpedals AP bereitzustellen und die als Reaktion auf ein Ausgangssignal einer elektronischen Steuerungseinrichtung ECU zum Steuern der Drosselsteuerungsvorrichtung TH betätigt wird, und die Kraftstoffeinspritzvorrichtung FI betätigt, um den eingespritzten Kraftstoff zu steuern. Wie in 4 gezeigt ist, ist ein Positionssensor POS mit einer Drosselsteuerungseinheit ECU 4 verbunden, mit der ein Drosselsteuerungsstellglied AC4 durch einen Antriebsschaltkreis DC4 verbunden ist. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Verbrennungsmotor EG betriebsfähig mit den Hinterrädern WH3 und WH4 durch ein Getriebe GS und ein Differentialgetriebe DF zum Bereitstellen eines so genannten Hinterradantriebssystems verbunden, aber das vorliegende Ausführungsbeispiel ist nicht auf das Hinterradantriebssystem beschränkt.
Das Schaltsteuerungssystem (ATM) weist eine Schaltsteuerungseinheit ECU 5 für die Schaltsteuerung des Automatikgetriebes auf, mit dem ein Schaltsteuerungsstellglied AC5 durch einen Antriebsschaltkreis DC5 verbunden ist. Das Warnsystem (ALM) ist geeignet, ein Warnsignal abzugeben, wenn der geschätzte Greiffaktor geringer als ein vorbestimmter Wert ist, und weist eine Warnsteuerungseinheit ECU 6 auf, mit der eine Warnvorrichtung AC6 zum Bereitstellen der Warninformation durch ein Anzeigen- oder Audiosystem oder ähnliches verbunden ist. Diese Steuerungseinheiten ECU 1–ECU 6 sind mit dem Kommunikationsbus durch eine Kommunikationseinheit verbunden, die mit einer CPU, einem ROM und einem RAM für die Kommunikation jeweils versehen sind. Demgemäß kann die Information, die für jedes Steuerungssystem erforderlich ist, durch andere Steuerungssysteme übertragen werden.
7 zeigt eine Greiffaktorschätzvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, die auf der Tatsache basiert, dass das Reaktionsdrehmoment des Rads, das auf die Fahrbahnfläche aufgebracht wird, durch Erfassen eines Signals (des elektrischen Stroms) zum Betätigen des Motors M geschätzt werden kann, da elektrischer Strom zum Betätigen des Motors M proportional zu einem Ausgangsdrehmoment ist. Da das geschätzte Reaktionsdrehmoment die Bestandteile enthält, die sich aus der Reibung der Elemente in dem Lenksystem ergeben, wird das Reaktionsdrehmoment, das durch den elektrischen Strom zum Betätigen des Motors M geschätzt wird, durch die Bestandteile ausgeglichen, die sich aus der Reibung der Elemente bei dem Lenksystem ergeben, um das Ausrichtungsdrehmoment Tsa zu erhalten. Auf der Grundlage der Beziehung zwischen dem Ausrichtungsdrehmoment Tsa und dem Radfaktor, der durch den Radschlupfwinkel oder eine Seitenkraft angedeutet wird, kann der Greiffaktor ε, der den Greifzustand des Rads gegenüber der Fahrbahnfläche anzeigt, geschätzt werden.
Unter Bezugnahme auf 7 wird der elektrische Strom zum Betätigen des Motors M bei der Lenksteuerung bei einer Stellgliedsignalerfassungseinheit M1 erfasst (beispielsweise ein Stromerfassungsabschnitt 23 in 5), und wird das Reaktionsdrehmoment bei der Reaktionsdrehmomentschätzeinheit M2 auf der Grundlage des erfassten Ergebnisses der Stellgliedsignalerfassungseinheit M1 geschätzt. Ebenso wird der Lenkwinkel des Rads bei einem Lenkwinkel der Raderfassungseinheit M3 erfasst, wird dann auf der Grundlage des erfassten Lenkwinkels des Rads das Lenkreibungsdrehmoment entsprechend dem Reibungsbestandteil der Elemente bei dem Lenksystem bei einer Lenkreibungsdrehmomentschätzeinheit M4 geschätzt. Auf der Grundlage des geschätzten Reaktionsdrehmomentes und des Lenkreibungsdrehmoments wird das Ausrichtungsdrehmoment bei einer Ausrichtungsdrehmomentschätzeinheit M5 geschätzt. Auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit, die bei einer Fahrzeuggeschwindigkeitsschätzeinheit M6 erfasst wird, wird das Fahrzeug erhalten, das bei einer Fahrzeugverhaltenserfassungseinheit M7 erfasst wird, und der Lenkwinkel des Rads, der bei dem Lenkwinkel der Raderfassungseinheit M3 erfasst wird, zumindest ein Radfaktor von den Radfaktoren Wx einschließlich der Seitenkraft Fy auf das Rad und des Radschlupfwinkels α bei einer Radfaktorschätzeinheit M8 geschätzt. Dann wird auf der Grundlage der Änderung des Ausrichtungsdrehmoments, das bei der Ausrichtungsdrehmomentschätzeinheit M5 geschätzt wird, zu dem Radfaktor, der bei der Radfaktorschätzeinheit M8 geschätzt wird, der Greiffaktor ε des Rads bei einer Greiffaktorschätzeinheit M10 geschätzt.
8 zeigt ein Beispiel der Greiffaktorschätzeinheit M10, wobei der Greiffaktor ε des Rads auf der Grundlage des Ausrichtungsdrehmoments und des Radfaktors (Seitenkraft Fy oder Radschlupfwinkel α) geschätzt wird. Auf der Grundlage des Ausrichtungsdrehmoments Tsa, das bei der Ausrichtungsdrehmomentschätzeinheit M5 geschätzt wird, und des Radfaktors Wx der Seitenkraft Fy oder des Radschlupfwinkels α, der bei der Radfaktorschätzeinheit M8 geschätzt wird, wird ein Gradient (K) des Ausrichtungsdrehmoments in der Umgebung des Ursprungs (abgekürzt als Ursprungsgradient), insbesondere der Ursprungsgradient (K) des Ausrichtungsdrehmoments zu dem Radfaktor Wx bei einer Ursprungsgradientschätzeinheit M11 geschätzt. Auf der Grundlage des Ursprungsgradienten (K) wird ein Bezugsausrichtungsdrehmoment, das ein Rad in einen Zustand versetzt, in dem es nahezu vollständig in seiner seitlichen Richtung greift, bei einer Einheit M12 eingerichtet. Dann wird der Greiffaktor ε bei einer Greiffaktorberechnungseinheit M13 auf der Grundlage des Ist-Ausrichtungsdrehmoments, das bei der Ausrichtungsdrehmomentschätzeinheit M5 erhalten wird, und des vorstehend eingerichteten Bezugsausrichtungsdrehmoments erhalten.
Unter Bezugnahme auf 9 wird ein Beispiel zum Schätzen des Greiffaktors ε, wenn die Seitenkraft Fy als Radfaktor Wx verwendet wird, im Folgenden erklärt. Am Ausgang ist das Ausrichtungsdrehmoment Tsa zu der Seitenkraft Fy von der Charakteristik, die durch "Tsaa" in 9 angedeutet ist. Wenn, wie vorhergehend beschrieben ist, das Ist-Ausrichtungsdrehmoment durch "Tsaa" angedeutet wird und die Seitenkraft durch "Fy" angedeutet wird, kann "Tsaa" durch die Gleichung von Tsaa = Fy × (e_n + e_c) erhalten werden, so dass die nicht lineare Charakteristik des Ist-Ausrichtungsdrehmoments Tsaa zu der Seitenkraft Fy der linearen Änderung des Reifennachlaufs e_n entspricht. Daher wird ein Gradient (K1) des Ist-Ausrichtungsdrehmoments Tsaa in der Umgebung des Ursprungs (0), wo das Vorderrad sich in dem gegriffenen Zustand befindet, zu der Seitenkraft Fy identifiziert, um die Charakteristik des Ausrichtungsdrehmoments in dem vollständig geriffenen Zustand, insbesondere das Bezugsausrichtungsdrehmoment Tsao zu erhalten. Mit Bezug auf den Gradienten (K1) entsprechend dem Ursprungsgradienten des Ausrichtungsdrehmoments wird ein vorbestimmter Wert als Anfangswert am Ausgang eingerichtet, wird dieser dann durch Identifizieren des Gradienten (K1) korrigiert, während das Fahrzeug bei einer im wesentlichen konstanten Geschwindigkeit fährt, wobei die Dauer einer Beschleunigung oder einer Verzögerung des Fahrzeugs beseitigt ist.
Da der Reifennachlauf e_n als Reaktion auf den gegriffenen Zustand des Rads variiert, kann das Bezugsausrichtungsdrehmoment Tsao, das den Zustand des Rads anzeigt, das nahezu vollständig in eine seitliche Richtung gegriffen ist, durch den Gradienten (K1) in der Umgebung des Ursprungs eingerichtet werden, wo das Rad sich in einem derartigen Zustand befindet, dass es nahezu vollständig in seine seitliche Richtung gegriffen ist (Zustand einer gerade nach vorn weisenden Bewegung), um Tsao = K × Fy bereitzustellen. Dann kann der Greiffaktor ε durch das Verhältnis des Bezugsausrichtungsdrehmoments Tsao und das Ist-Ausrichtungsdrehmoment Tsaa erhalten werden. Wenn beispielsweise die Seitenkraft "Fy1" ist, wird das Bezugsausrichtungsdrehmoment Tsao als "Tsao1" (= K1 × Fy1) eingerichtet und wird das Ist-Ausrichtungsdrehmoment Tsaa als "Tsaa1" erhalten, so dass der Greiffaktor ε durch ε = Tsaa1/Tsao1 erhalten wird.
Als nächstes wird ein Beispiel zum Schätzen des Greiffaktors ε, wenn der Radschlupfwinkel α als Radfaktor Wx verwendet wird, im folgenden erklärt. Am Ausgang ist das Ausrichtungsdrehmoment Tsa zu dem Radschlupfwinkel α von der Charakteristik wie in 10 angedeutet ist. Auf die gleiche Art, wie die Seitenkraft als Radfaktor verwendet wurde, wird das Bezugsausrichtungsdrehmoment in dem nahezu vollständig gegriffenen Zustand von einer nicht linearen Charakteristik zu dem Radschlupfwinkel sein, wie durch "Tsar" in 11 angedeutet ist.
Diese nicht Linearcharakteristik hängt von dem Fahrbahnreibungskoeffizienten ab. Zum Einrichten des Bezugsausrichtungsdrehmoments ist es daher erforderlich, den Fahrbahnreibungskoeffizient μ zu schätzen. Jedoch ist es schwierig, den Fahrbahnreibungskoeffizienten μ zu schätzen, da das Ausrichtungsdrehmoment Tsa nicht so sehr durch den Fahrbahnreibungskoeffizienten μ in dem Zustand verändert werden wird, indem der Greiffaktor relativ hoch ist, insbesondere wenn das Rad bei einem relativ kleinem Schlupfwinkel gegriffen ist, wie vorstehend beschrieben ist.
Zusätzlich ist es zum Erhalten des Greiffaktors unabhängig für jedes Rad und individuell durch den Radschlupfwinkel erforderlich, eine Bewegungslast zu berücksichtigen. Wenn eine Bewegungslast vorhanden ist, wird die Charakteristik des Ausrichtungsdrehmoments, wie sie in 12 gezeigt ist, wobei eine durchgezogene Linie (Tsaa) einen ersten Fall ohne die Bewegungslast andeutet, eine Einpunkt-Strichlinie (Tsaa') einen zweiten Fall andeutet, wobei die Bewegungslast vergrößert wird, und eine gestrichelte Linie (Tsaa'') einen dritten Fall andeutet, bei dem die Bewegungslast verringert ist. Da die Änderung des Ausrichtungsdrehmoments, das sich aus der Bewegungslast ergibt, gemäß einer vorbestimmten Beziehung auftritt, kann der Einfluss, der durch die Bewegungslast verursacht wird, durch Einrichten eines Korrektorkoeffizienten im Voraus beispielsweise ausgeglichen werden. Beispielsweise kann die Bewegungslast ΔW als WΔ = C1·Gx + C2·Gy erhalten werden (wobei C1 und C2 Koeffizienten sind, Gx eine Längsbeschleunigung ist und Gy eine Seitenbeschleunigung ist). Und das Ausrichtungsdrehmoment Tsa wird als Tsa = Tsaz·C3(Fz)·ΔW erhalten, wodurch der Einfuss der Bewegungslast ausgeglichen werden kann, wobei Tsaz ein Wert des Ausrichtungsdrehmoments ist, der geschätzt wird, bevor die Bewegungslast ausgeglichen wird, wobei C3(Fz) ein Koeffizient mit einer Funktion einer vertikalen Last Fz (= statische Last + ΔW) ist. In diesem Fall kann C1, C2, C3 experimentell ergehalten werden.
Daher wird der Greiffaktor durch Annähern des Bezugsausrichtungsdrehmoments an die lineare Charakteristik geschätzt, wie in 13 gezeigt ist, wobei eine Korrektur daran gegenüber dem Einfluss durch die Bewegungslast vorgenommen wird. Ein Gradient (K2) des Ausrichtungsdrehmoments Tsa in der Umgebung des Ursprungs des Radschlupfwinkels α zu dem Radschlupfwinkel α wird nämlich erhalten, um ein Bezugsausrichtungsdrehmoment Tsas zu Tsas = 2·α bereitzustellen. Dann kann der Greiffaktor ε durch das Verhältnis des Bezugsausrichtungsdrehmoments Tsas und des Ist-Ausrichtungsdrehmoments Tsaa erhalten werden. Wenn beispielsweise die Seitenkraft "α1" ist, wird das Bezugsausrichtungsdrehmoment als "Tsas1" (= K2·α1) eingerichtet, und wird der Greiffaktor ε durch ε = Tsaa1/Tsas1 erhalten.
Gemäß dem Verfahren durch das Annähern des Bezugsausrichtungsdrehmoments an die lineare Charakteristik, wie in 13 gezeigt ist, kann die Genauigkeit beim Schätzen des Greiffaktors in einem solchen Bereich verringert werden, in dem der Radschlupfwinkel α relativ groß ist. In diesem Fall kann daher der Gradient des Ausrichtungsdrehmoments auf "K3", wie in 14 gezeigt ist, wenn der Radschlupfwinkel einen vorbestimmten Schlupfwinkel übersteigt, und kann die Nichtlinearität des Bezugsausrichtungsdrehmoments an eine gerade Linie von "OMN" in 14 angenähert werden. In diesem Fall ist es vorzuziehen, dass der Gradient des Ausrichtungsdrehmoments K3 im Voraus durch ein Experiment erhalten wird und identifiziert wird, um dieses zu korrigieren, während das Fahrzeug fährt. In 14 kann der Punkt auf der Grundlage des Wendepunkts (P) des Ist-Ausrichtungsdrehmoments eingerichtet werden. Das liegt daran, dass der Fahrbahnreibungskoeffizient μ auf der Grundlage eines Wendepunkts des Ausrichtungsdrehmoments geschätzt werden kann. Daher wird, nachdem der Wendepunkt (P) des Ist-Ausrichtungsdrehmoments Tsaa erhalten ist, der Radschlupfwinkel, der als der Schlupfwinkel entsprechend dem Wendepunkt (P) um einen vorbestimmten Wert größer ist, als der Punkt eingerichtet, um den Gradient des Ausrichtungsdrehmoments von K2 zu K3 zu ändern.
Des Weiteren kann, da das Bezugsausrichtungsdrehmoment zu dem Schlupfwinkel durch den Fahrbahnreibungskoeffizient μ beeinflusst wird, die Bezugsausrichtungsdrehmomentcharakteristik bei einer hohen Genauigkeit durch Einrichten des Bezugsausrichtungsdrehmoments auf der Grundlage des Wendepunkts (P) des Ist-Ausrichtungsdrehmoment Tsaa eingerichtet werden wie in 15 gezeigt ist. Wenn Beispielsweise der Fahrbahnreibungskoeffizient μ verringert wird, wird die Charakteristik des Ist-Ausrichtungsdrehmoments Tsaa von einer durchgezogenen Linie zu einer gestrichelten Linie geändert, wie in 15 gezeigt ist. Wenn anders gesagt der Fahrbahnreibungskoeffizient μ verringert wird, wird der Wendepunkt des Ist-Ausrichtungsdrehmoments Tsaa von dem Punkt (P) zu einem Punkt (P') geändert. Daher ist es erforderlich, dass sich die Bezugsausrichtungsdrehmomentcharakteristik, (Tsat) von "OMN" zu "OM'N'" ändert. In diesem Fall wird der Punkt (M') auf der Grundlage des Wendepunkts (P') geändert, auch wenn der Fahrbahnreibungskoeffizient μ geändert wird, wobei die Bezugsausrichtungsdrehmomentcharakteristik gemäß der Änderung des Fahrbahnreibungskoeffizienten μ eingerichtet werden kann.
Wie in 15 gezeigt ist, kann folglich die Bezugsausrichtungsdrehmomentcharakteristik genau durch diejenige für den vollständig gegriffenen Zustand durch Einrichten des Bezugsausrichtungsdrehmoments als Tsat und Tsat' auf der Grundlage der Wendepunkte (P) und (P') des Ist-Ausrichtungsdrehmoments Tsaa und des Ist-Ausrichtungsdrehmoments Tsaa' angenähert werden. Des Weiteren ist es möglich, einen Punkt zum Ändern des Ausrichtungsdrehmomentgradienten gemäß dem Fahrbahnreibungskoeffizienten einzurichten, der gemäß einem Verfahren geschätzt wird, um diesen auf der Grundlage des Greiffaktors zu schätzen, wie später beschrieben wird.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel, wie vorstehend beschrieben ist, wurde der Radschlupfwinkel für den Radfaktor verwendet, und wenn der Greiffaktor auf der Grundlage der Beziehung zwischen dem Radschlupfwinkel und dem Ausrichtungsdrehmoment geschätzt wurde, wurde der Einfluss durch die Bewegungslast für die Schätzung des Ausrichtungsdrehmoments ausgeglichen. Hinsichtlich der Korrektur der Änderung der Bewegungslast kann anstelle des Korrigierens des Ist-Ausrichtungsdrehmoments als Reaktion auf die Änderung der Bewegungslast das Bezugsausrichtungsdrehmoment auf der Grundlage der Änderung der Bewegungslast eingerichtet werden, da der Greiffaktor auf der Grundlage des Verhältnisses zwischen dem Ist-Ausrichtungsdrehmoment und dem Bezugsausrichtungsdrehmoment geschätzt wird. In diesem Fall werden Gradienten K1, K2 und K3 des Ausrichtungsdrehmoments gegenüber dem Radschlupfwinkel für die Funktion der Änderung der Bewegungslast bereitgestellt. Die Änderung der Gradienten K1, K2 und K3 als Reaktion auf die Änderung der Bewegungslast kann experimentell im Voraus bereitgestellt werden.
Wie vorstehend beschrieben ist, ist es zum genauen Erhalten des geschätzten Reaktionsdrehmoments erforderlich, das Reaktionsdrehmoment, das durch den elektrischen Strom zum Betätigen des Motors M geschätzt wird, auf der Grundlage der Reibungsbestandteile bei dem Lenksystem zu korrigieren, wie im Folgenden unter Bezugnahme auf die 16 und 17 erklärt wird. 16 zeigt ein Verfahren zum Erhalten der Reibungsanteile, die sich aus der Coulomb'schen Reibung bei dem Lenksystem ergibt. Am Ausgang wird der Lenkwinkel des Rads vergrößert, wie in dem oberen Abschnitt von 16 gezeigt ist, wird dann das Reaktionsdrehmoment erfasst, gerade bevor das Rad in Richtung auf seine ursprüngliche Position zurückgestellt wird (Reaktionsdrehmoment Tx an der Position "YX" an dem unteren Abschnitt in 16). Als nächstes wird der Lenkwinkel des Rads verringert, wie in dem oberen Abschnitt von 16 gezeigt ist, und wird das Reaktionsdrehmoment Ty an einer Position erfasst, an der ein Änderungsbetrag des Reaktionsdrehmoments gegenüber einer Änderung des Lenkwinkels verändert wird. (Position Y an dem unteren Abschnitt in 16). Dann wird das Drehmoment Ty von dem Drehmoment Tx abgezogen, um ein Reibungsdrehmoment bei dem Lenksystem bereitzustellen. Diese Berechnung wird bei jedem Lenkbetrieb wiederholt und ein Durchschnitt der Ergebnisse, die durch eine Vielzahl von Berechnungen erhalten werden, wird als Reibungsdrehmoment verwendet.
Als nächstes wird die Korrektur durch das Reibungsdrehmoment bei dem Lenksystem unter Bezugnahme auf 17 erklärt. Die Beziehung zwischen dem Reaktionsdrehmoment und dem Ausrichtungsdrehmoment hat eine Hysterese, wie durch die Einpunkt-Strichlinie in 17 angedeutet ist. Hinsichtlich des Reibungsdrehmoments bei dem Lenksystem wird der erhaltene Wert, wie in 16 gezeigt ist, verwendet und wird ein Gradient des Ausrichtungsdrehmoments Tsa gegenüber dem Reaktionsdrehmoment Tstr als "1" eingerichtet. Wenn das Fahrzeug entlang einer geraden Spur fährt, wird das Reaktionsdrehmoment Tstr 0. Wenn der Fahrer den Lenkbetrieb startet, um zu beginnen, das Lenkrad zu drehen und der Lenkwinkel des Rads beginnt sich zu vergrößern, wird das Reaktionsdrehmoment Tstr erzeugt. Zuerst wird das Drehmoment zum Ausgleich der Coulomb'schen Reibung erzeugt, werden dann die Räder (Reifen) gedreht, um das Ausrichtungsdrehmoment zu erzeugen. Daher wurde in dem anfänglichen Zeitraum zum Ändern von dem Zustand, in dem das Fahrzeug entlang der geraden Spur fährt, zu dem Zustand, in dem der Lenkbetrieb durchgeführt wird (innerhalb eines Bereichs einer Hysterese, die durch das Reibungsdrehmoment verursacht wird), das Ausrichtungsdrehmoment noch nicht erzeugt, wobei das Reaktionsdrehmoment erhöht ist, wie durch 0-A in 17 angedeutet ist. Als Ergebnis wird das geschätzte Ausrichtungsdrehmoment als Ist-Ausrichtungsdrehmoment Tsaa (das ist tatsächlich der geschätzte Wert, wobei die Korrektur vorgenommen ist, aber das Wort "geschätzt" hier weggelassen ist) mit einem geringfügigen Gradienten zu dem Reaktionsdrehmoment abgegeben. Wenn das Lenkrad weiter gedreht (oder rotiert) wird, würde dann, wenn das Reaktionsdrehmoment den Reibungsdrehmomentbereich übersteigt, das Ist-Ausrichtungsdrehmoment Tsaa entlang A-B in 17 abgegeben. Wenn das Lenkrad in Richtung auf seine ursprüngliche Position zurückgestellt wird, so dass das Reaktionsdrehmoment verringert wird, wird dann das Ist-Ausrichtungsdrehmoment Tsaa entlang B-C in 17 mit einem geringfügigen Gradienten zu dem Reaktionsdrehmoment abgegeben. Und wenn das Reaktionsdrehmoment den Reibungsdrehmomentbereich übersteigt, wird das Ist-Ausrichtungsdrehmoment Tsaa entlang C-D in 17 auf die gleiche Art und Weise abgegeben, als wenn das Lenkrad weiter gedreht würde.
Die 18–20 zeigen ein Ausführungsbeispiel zum Schätzen des Radfaktors Wx (Seitenkraft Fy oder Radschlupfwinkel α in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel). 18 zeigt ein Ausführungsbeispiel zum Schätzen des Radfaktors auf der Grundlage des Lenkwinkels des Rads und der Fahrzeuggeschwindigkeit durch einen Beobachter 61 auf der Grundlage eines Fahrzeugmodels, das durch einen Fahrzeugparameter, wie zum Beispiel eine Fahrzeugzustandsgleichung und einem Radstand, einem Parameter, der eine Reifeneigenschaft angibt, und dergleichen angegeben wird. Als nächstes zeigt 19 ein Ausführungsbeispiel zum Verbessern des Radfaktors, wobei eine Korrektur 62 durch eine Rückführung eines Sensorsignals, wie zum Beispiel einer Seitenbeschleunigung und einer Gierrate, auf der Grundlage des Beobachters 61 unter Verwendung des Fahrzeugsmodells vorgenommen wird. Und 20 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel zum Berechnen zum direkten Berechnen des Radfaktors Wx durch eine Zustandsgrößenberechnung 63 auf der Grundlage des Lenkwinkels des Rads, der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Seitenbeschleunigung, der Gierrate und dergleichen ohne Verwendung des Beobachters, wie vorstehend beschrieben ist. Des Weiteren können mehr als zwei Schätzungseinheiten aus der Vielzahl der Schätzungseinheiten parallel durchgeführt werden, um den Radfaktor Wx zu erhalten, wobei jedes geschätzte Ergebnis jeweils gewichtet wird.
In den Ausführungsbeispielen, wie vorstehend beschrieben ist, wurde der Greiffaktor ε auf der Grundlage des Ausrichtungsdrehmoments im Hinblick auf eine Änderung des Reifennachlaufs des Reifens erhalten. Dahingegen kann auf der Grundlage einer Grenze einer Seitenkraft für eine Fahrbahnreibung ein Greiffaktor zum Anzeigen eines Greifniveaus des Reifens in seine Seitenrichtung geschätzt werden (in diesem Fall wird "εm" hier verwendet), wie im Folgenden beschrieben wird.
Gemäß einem theoretischen Modell eines Reifens, einem so genannten Borstenmodell, das zum Analysieren der Kraft verwendet wird, die an dem Reifen erzeugt wird, kann die Beziehung zwischen dem (Ist) Ausrichtungsdrehmoment Tsaa zu der (forderen) Seitenkraft Fy gemäß den folgenden Gleichungen erhalten werden:
Angenommen dassξ = 1 – {Ks/(2·μ·Fz)}·λWennξ > 0, Fy = μ·Fz·(1 – ξ3) (1)Wennξ ≤ 0, Fy = μ·Fz (2)Und
wennξ > 0, Tsaa = (1·Ks/6)·λ·ξ3 (3)Wennξ ≤ 0, Tsaa = 0, (4)wobei "Fz" die vertikale Last ist "1" die Länge der Reifenfläche ist, die die Fahrbahn berührt, "Ks" eine Konstante entsprechend der Laufflächenhärte ist, "λ" der Seitenschlupf ist (λ = tanα), und "α" der Radschlupfwinkel ist.
Im Allgemeinen ist der Schlupfwinkel α in dem Bereich von ξ > 0 klein, wobei die Gleichung von λ = α angewandt werden kann. Wie aus der Gleichung (1) entnehmbar ist, ist der maximale Wert der Seitenkraft μ·Fz. Wenn daher ein Teil der Seitenkraft gemäß dem Fahrbahnreibungskoeffizienten μ zu dem maximalen Wert der Seitenkraft durch einen Reibungskoeffizientenverwendungsverhältnis η angegeben wird, kann dann das Verhältnis η durch η = 1 – ξ³ angegeben werden. Daher bedeutet εm = 1 – η eine Grenze für den (Fahrbahn-)Reibungskoeffizienten, so dass der Greiffaktor εm durch εm = ξ³ gegeben werden kann. Als Folge kann die Gleichung (3) in die folgende Gleichung umgeschrieben werden: Tsa (1·Ks/6)·α·εm (5)
Die Gleichung (5) gibt an, dass das Ausrichtungsdrehmoment Tsa proportional zu dem Schlupfwinkel α und dem Greiffaktor εm ist. Wenn dann die Charakteristik, die erhalten wird, wenn εm = 1 ist (das Nutzungsverhältnis des Reibungskoeffizienten 0 ist und die Grenze für den Reibungskoeffizienten 1 ist), als Bezugsausrichtungsdrehmomentcharakteristik verwendet wird, wird das Bezugsausrichtungsdrehmoment Esau durch die folgende Gleichung angegeben: Tsau = (1·Ks/6)·α (6)
Dann kann der Greiffaktor εm durch die Gleichungen (5) und (6) wie folgt erhalten werden: εm = Tsaa/Tsau (7)
In der Gleichung (7) ist der Fahrbahnreibungskoeffizient μ nicht als Parameter enthalten. Somit kann der Greiffaktor εm ohne Verwendung des Fahrbahnreibungskoeffizienten μ berechnet werden. In diesem Fall kann der Gradient K4 (= 1·Ks/6) des Bezugsausrichtungsdrehmoments Tsau im Voraus durch das Borstenmodell eingerichtet werden oder kann durch Experimente erhalten werden. Wenn des Weiteren der Anfangswert zunächst eingerichtet wird, dann der Gradient des Ausrichtungsdrehmoments in der Umgebung des Ursprungs des Schlupfwinkels identifiziert wird, wenn das Fahrzeug fährt, um den Anfangswert zu korrigieren, wird die Genauigkeit des Greiffaktors verbessert werden.
Wie Beispielsweise in 21 gezeigt ist, wird dann, wenn der Schlupfwinkel α2 ist, das Bezugsausrichtungsdrehmoment Tsau2 durch Tsau2 = K4·α2 gegeben. Und der Greiffaktor εm kann durch die folgende Gleichung erhalten werden: εm = Tsaa2/Tsau2 = Tsaa2/(K4·α2)
Demgemäß kann anstelle des Greiffaktors ε auf der Grundlage des Reifennachlaufs, wie in den 15–24 beschrieben ist, der Greiffaktor εm auf der Grundlage der Grenze der Seitenkraft für die Fahrbahnreibung eingesetzt werden. Die Beziehung zwischen diesen Greiffaktoren ε und εm wird diejenige sein, die in 22 beschrieben ist. Daher kann sie dann, nachdem der Greiffaktor ε erhalten wurde, in den Greiffaktor εm umgewandelt werden. Dagegen kann sie, nachdem der Greiffaktor εm erhalten wurde, in den Greiffktor ε umgewandelt werden.
Als nächstes wird ein Ausführungsbeispiel der Reibungskoeffizientenschätzvorrichtung zum Schätzen des Fahrbahnreibungskoeffizienten μ auf der Grundlage des Ausrichtungsdrehmoments und des Radfaktors, wie zum Beispiel der Seitenkraft oder des Radschlupfwinkels erklärt. 23 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Reibungskoeffizientenschätzvorrichtung, wobei das Reaktionskraftdrehmoment durch den Motorstrom bei den Einheiten M21–M25 auf die gleiche Art und Weise wie bei der Greiffaktorschätzvorrichtung berechnet wird, wie in 7 gezeigt ist (in 23 wurde "20" zu der Zahl bei jeder Einheit von 7 hinzugefügt, die "M" folgt), und wird das Reibungsdrehmoment bei dem Lenksystem eingestellt, um das Ausrichtungsdrehmoment zu schätzen. Der Radfaktor wird durch Einheiten M26–28 auf die gleiche Art und Weise wie die in den 18–20 offenbarten Blöcke erhalten. Dann wird der Fahrbahnreibungskoeffizient μ bei der Reibungskoeffizientenschätzeinheit 30 auf der Grundlage der Beziehung zwischen dem Radfaktor und dem Ausrichtungsdrehmoment erhalten.
24 zeigt ein Beispiel der Reibungskoeffizientenschätzeinheit M30, wobei der Reibungskoeffizient auf der Grundlage des Ausrichtungsdrehmoments, das bei der Ausrichtungsdrehmomentschätzeinheit M25 geschätzt wird, und des Radfaktors, der bei der Radfaktorschätzeinheit M28 geschätzt wird, geschätzt wird. Bei einer Einheit M31 wird der Greiffaktor ε auf der Grundlage des Ausrichtungsdrehmoments Tsa und des Radfaktors Wx geschätzt, wie in 7–15 gezeigt ist. Bei einer Einheit M33 zum Schätzen des Fahrbahnreibungskoeffizienten wird der Fahrbahnreibungskoeffizient μ auf der Grundlage des Ausrichtungsdrehmoments und des Radfaktors geschätzt, die erhalten werden, wenn der Greiffaktor einen vorbestimmten Bezugsgreiffaktor erreicht hat, der bei der Bezugsgreiffaktoreinstelleinheit M32 eingerichtet wird, um den Fahrbahnreibungskoeffizient zum Schätzen zu bestimmen. Da der Randfaktor durch das Fahrzeugverhalten beeinflusst wird, kann der Wert, der das Fahrzeugverhalten angibt, der erhalten wird, wenn er den Bezugsgreiffaktor erhalten hat, insbesondere die Seitenbeschleunigung oder die Gierrate anstelle des Werts verwendet werden, der das Fahrzeugverhalten angibt.
Unter Bezugnahme auf 25 wird ein Beispiel zum Schätzen des Fahrbahnreibungskoeffizienten μ im Folgenden erklärt, wenn die Seitenkraft Fy als Radfaktor Wx verwendet wird. In 25 zeigt die Beziehung zwischen der Seitenkraft Fy und dem Ausrichtungsdrehmoment Tsa, wenn der Fahrbahnreibungskoeffizient μ verringert wurde, wobei eine durchgezogene Linie die Charakteristik bei einem hohen μ und eine gestrichelte Linie die Charakteristik bei einem niedrigen μ zeigt. Wenn die Gestalt des Bereichs der Fahrbahn, der den Reifen berührt, und die Elastizität des Laufflächengummis konstant sind, ist die Charakteristik der Seitenkraft zu dem Ausrichtungsdrehmoment analog zu dem Fahrbahnreibungskoeffizient μ (die Charakteristik der durchgezogenen Linie und der gestrichelten Linie in 25). Daher gibt die Seitenkraft Fy oder das Ausrichtungsdrehmoment Tsa, die vorgesehen werden, wenn der Greiffaktor ε, der durch ein Verhältnis zwischen dem Bezugsausrichtungsdrehmoment und dem Ist-Ausrichtungsdrehmoment erhalten wird, identisch ist, direkt den Fahrbahnreibungskoeffizienten μ wieder.
Demgemäß wird der Greiffaktor ε, der bei dem hohen μ erhalten wird, durch die Gleichung ε = Liniensegment [J-Fy1]/Liniensegment [H-Fy1] angegeben und wird der Greiffaktor ε', der bei dem niedrigen μ erhalten wird, durch die Gleichung von ε' = Liniensegment [J-Fy2]/Liniensegment [H-Fy2] angegeben, so dass ein Dreieck [0-H-Fy1] analog zu einem Dreieck [0-H'-Fy2] ist. In dem Fall von ε = ε' entspricht daher das Verhältnis des Liniensegments [0-Fy1] zu dem Liniensegment [0-Fy2], insbesondere das Verhältnis des Ausrichtungsdrehmoments Tsaa1 zu dem Ausrichtungsdrehmoment Tsaa2 dem Verhältnis des Fahrbahnreibungskoeffizienten μ. Als Folge ist es durch Einstellen eines bestimmten Greiffaktors an einer trockenen Asphaltfahrbahn (μ = im Wesentlichen 1.0) als Bezug möglich, den Fahrbahnreibungskoeffizienten μ auf der Grundlage der Seitenkraft Fy oder das Ausrichtungsdrehmoment Tsa zum Bereitstellen eines bestimmten Greiffaktors zu schätzen. Unter Bezugnahme auf 25 kann daher der Fahrbahnreibungskoeffizient auf der Grundlage des Werts der Seitenkraft (Fy1, Fy2) oder des Ausrichtungsdrehmoments (Tsaa1, Tsaa2) geschätzt werden, die erhalten werden, wenn der Bezugsgreiffaktor (Punkte J und J') in 25 erreicht wird.
In ähnlicher Weise kann der Fahrbahnreibungskoeffizient μ geschätzt werden, wenn der Radschlupfwinkel α als Radfaktor Wx verwendet wird, wie im Folgenden unter Bezugnahme auf 26 erklärt wird. In diesem Fall hat das Ausrichtungsdrehmoment Tsa die nicht Lineare Charakteristik zu dem Radschlupfwinkel α, wie vorher mit Bezug auf die Schätzung des Greiffaktors erklärt ist. Daher wird die Charakteristik des Ausrichtungsdrehmoments zu dem Radschlupfwinkel an eine lineare Charakteristik angenähert, wie durch eine Zweipunkt-Linie in 26 angedeutet ist, um den Fahrbahnreibungskoeffizienten μ in einer linearen Zone (0-M-Zone) zu dem Radschlupfwinkel α zu schätzen.
27 zeigt die Beziehung zwischen dem Radschlupfwinkel α und dem Ausrichtungsdrehmoment Tsa, wie das in 26, wobei eine durchgezogene Linie andeutet, wenn der Reibungskoeffizient μ hoch ist, und eine gestrichelte Linie andeutet, wenn der Reibungskoeffizient μ niedrig ist. Wie 27 entnehmbar ist, ist die Charakteristik des Radschlupfwinkels zu dem Ausrichtungsdrehmoment analog zu dem Fahrbahnreibungskoeffizienten μ (die Charakteristik der durchgezogenen Linie und der gestrichelten Linie in 27) ähnlich derjenigen in 25. Daher kann der Fahrbahnreibungskoeffizient auf der Grundlage des Werts des Ausrichtungsdrehmoments oder des Radschlupfwinkels (α1, α2) geschätzt werden, die erhalten werden, wenn der Bezugsgreiffaktor (Punkte S und S' in 27) erreicht wird, der im Voraus eingestellt wird. In diesem Fall ist es erforderlich, dass der Bezugsgreiffaktor in einer Zone eingerichtet wird, in der die Beziehung zwischen dem Radschlupfwinkel und der Seitenkraft sich in einer linearen Charakteristik befindet. Dahingegen ist es zum genauen Schätzen des Fahrbahnreibungskoeffizienten erforderlich, dass er in einer Zone geschätzt wird, in der eine bestimmte Differenz zwischen dem Bezugsausrichtungsdrehmoment und dem Ist-Ausrichtungsdrehmoment verursacht wird. Im Hinblick auf diese Erfordernisse ist es daher vorzuziehen, den Bezugsgreiffaktor experimentell in einem solchen Zustand einzurichten, in dem der Fahrbahnreibungskoeffizient relativ hoch ist, wie beispielsweise auf einer trockenen Asphaltfahrbahn.
In dem Fall, in dem die Schätzung des Fahrbahnreibungskoeffizienten auf der Grundlage des Greiffaktors vorgenommen wird, kann anstelle des Greiffaktors ε auf der Grundlage des Reifennachlaufs der Greiffaktor εm auf der Grundlage der Grenze der Seitenkraft für eine Fahrbahnreibung eingesetzt werden. Als die Beziehung zwischen diesen Greiffaktoren ε und εm wird es diejenige sein, wie in 22 gezeigt ist, nachdem der Greiffaktor ε erhalten wurde, wird sie dann in den Greiffaktor εm umgewandelt, wohingegen dann, nachdem der Greiffaktor εm erhalten wurde, dieser in den Greiffaktor ε umgewandelt werden kann.
Als nächstes wird die Fahrzeugbewegungssteuerungsvorrichtung mit der Fahrbahnbedingungsschätzvorrichtung zum Schätzen des Greiffaktors oder des Fahrbahnreibungskoeffizienten erklärt, wie vorstehend beschrieben ist. 28 zeigt einen Einstellprozess eines gewünschten Lenkwinkels für jedes Rad des Fahrzeugs mit einem By-Wire-Lenksystem zum unabhängigen Steuern jedes Rads. Bei einer Lenkbetätigungserfassungseinheit M41 wird der Zustand der Lenkbetätigung (Lenkradbetätigungswinkel) durch einen Fahrzeugfahrer erfasst. Ein Lenkverhältnis zwischen einem Lenkradbetätigungswinkel und einem Lenkwinkel eines Rads wird bei einer Lenkverhältniseinstelleinheit M45 auf der Grundlage des Zustands der Lenkbetätigung, die bei der Lenkbetätigungserfassungseinheit M41 erfasst wird, einer Fahrzeuggeschwindigkeit, die bei einer Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungseinheit M42 erfasst wird, zumindest entweder des Greiffaktors oder des Fahrbahnreibungskoeffizienten, die bei einer Greiffaktor- und Reibungskoeffizientenschätzeinheit M43 geschätzt werden, eingerichtet, wobei der Greiffaktor und der Fahrbahnreibungskoeffizienten gemäß dem vorstehend beschriebenen Prozess geschätzt werden. Demgemäß wird ein gewünschter Wert des Lenkwinkels für jedes Rad auf der Grundlage des Lenkverhältnisses bestimmt, das bei der Radlenkverhältniseinstelleinheit M45 eingerichtet wird, und des Lenkradbetätigungswinkels, der bei der Lenkbetätigungserfassungseinheit M41 erfasst wird.
Das Lenkverhältnis für das Vorderrad wird bei der Lenkverhältniseinstelleinheit M45 eingestellt, so dass es groß ist, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit relativ niedrig ist, und dass sie klein ist, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit relativ hoch ist. Daher wird die Annehmlichkeit beim Anordnen des Lenksystems an dem Fahrzeug verbessert, da der Lenkwinkel des Vorderrads erhalten werden kann, wobei das Lenkrad mit einem relativ geringen Betrag betätigt wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit niedrig ist. Dagegen wird die Fahrzeugstabilität verbessert, da der Lenkwinkel des Vorderrads als Reaktion auf die Betätigung des Lenkrads relativ klein gemacht wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit hoch ist. Wenn zusätzlich die Geschwindigkeit der Betätigung des Lenkrads schnell ist (insbesondere wenn die Lenkradbetätigungswinkelgeschwindigkeit groß ist), wird das Lenkverhältnis für jedes Rad größer als das bei einer normalen Lenkbetätigung eingerichtet. Folglich wird die Fahrzeugmanövrierbarkeit in einem solchen Fall verbessert, in dem es erforderlich ist, dass das Fahrzeug unmittelbar gelenkt wird, um ein Hindernis an der Fahrbahn zu vermeiden. Das Lenkverhältnis für das Vorderrad wird auf der Grundlage von zumindest entweder dem Greiffaktor oder dem Fahrbahnreibungskoeffizienten eingerichtet. Wenn zumindest entweder der Greiffaktor oder der Fahrbahnreibungskoeffizient relativ niedrig geschätzt wird, wird das Lenkverhältnis für jedes Rad klein eingerichtet. Wenn folglich der Fahrbahnreibungskoeffizient niedrig ist oder wenn der Greiffaktor niedrig geworden ist, wird der Lenkwinkel des Vorderrads relativ niedrig als Reaktion auf eine Betätigung des Lenkrads eingerichtet, wobei ein übermäßiger Lenkwinkel auf jedes Rad nicht aufgeprägt wird, so dass die Fahrzeugstabilität verbessert wird.
Dagegen wird der gewünschte Lenkwinkel des Hinterrads gesteuert, um die Lenkbetätigung in einer entgegengesetzten Phase (in die entgegengesetzte Richtung zu dem Lenkradbetrieb) einzurichten, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit niedrig ist, und in einer gemeinsamen Phase (in die gleiche Richtung wie die Lenkradbetätigung), wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit hoch ist, auf der Grundlage von zumindest entweder der Fahrzeuggeschwindigkeit oder zumindest entweder des Greiffaktors oder des Fahrbahnreibungskoeffizienten. Folglich wird die Lenkfähigkeit verbessert, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit niedrig ist, und wird die Fahrzeugstabilität verbessert, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit hoch ist. Wenn das Lenkverhältnis der Hinterräder auf der Grundlage des Fahrbahnreibungskoeffizienten oder des Greiffaktors geeignet eingerichtet wird, kann die Fahrzeugstabilität weitergehend verbessert werden. In dem Fall, in dem das Lenkrad in einem Notfall schnell betätigt wird (insbesondere wenn die Lenkwinkelgeschwindigkeit hoch ist), wie zum Beispiel der Anwesenheit von Hindernissen vor dem Fahrzeug, ist es möglich, die Lenkvorrichtung in eine entgegengesetzte Phase für einen Augenblick durch eine so genannte Phaseninversionssteuerung zu steuern, auch wenn das Fahrzeug bei einer hohen Geschwindigkeit fährt, um die Fahrzeugmanövrierbarkeit zu verbessern. In dem Fall, in dem der Fahrbahnreibungskoeffizient niedrig ist oder der Greiffaktor verringert ist, ist es jedoch vorzuziehen, die Phaseninversionssteuerung zu unterbinden, um die Fahrzeugstabilität sicher zu stellen.
Des Weiteren wird ein abgewandelter Lenkwinkel zum Stabilisieren des Fahrzeugverhaltens zu dem Lenkwinkel zugefügt, wenn der gewünschte Lenkwinkel als Reaktion auf eine Betätigung des Lenkrads durch einen Fahrzeugfahrer eingerichtet wird, so dass ein abschließender gewünschter Lenkwinkel θxxt jedes Rad bei einer Fahrzeugstabilitätssteuerungseinheit M48 eingerichtet wird. Der abgewandelte Lenkwinkel wird durch eine Abweichung zwischen einer Bezugsfahrzeugszustandsvariablen, die auf der Grundlage des Betrags einer Lenkradbetätigung und der Fahrzeuggeschwindigkeit bei einem Bezugsfahrzeugmodell M46 erhalten wird, und der Ist-Fahrzeugzustandsvariablen, die durch eine Fahrzeugzustandsvariablen Berechnungseinheit 47 erfasst wird, bestimmt wird, wobei das Ergebnis durch eine Fahrzeugverhaltenserfassungseinheit M44 erfasst wird, wie in 28 gezeigt ist. Als Folge wird der Fahrbahnreibungskoeffizient oder der Greiffaktor bei dem Bezugsfahrzeugsmodell wiedergegeben, so dass es genauer gemacht wird. Wenn zusätzlich der abgewandelte Lenkwinkel bei der Fahrzeugstabilitätsteuerungseinheit M48 bestimmt wird, wird zumindest entweder der Fahrbahnreibungskoeffizient oder der Greiffaktor verwendet. Wenn beispielsweise der Fahrbahnreibungskoeffizient niedrig ist oder wenn der Greiffaktor verringert ist, kann das Grenzniveau zum Einleiten der Fahrzeugstabilitätssteuerung niedriger als das bei einem normalen Fahrzeugzustand eingerichtet werden, und kann der zu steuernde Betrag auf der Grundlage der Abweichung der Fahrzeugzustandsvariablen niedriger eingerichtet werden.
Der gewünschte Lenkwinkel für jedes Rad wird eingerichtet, wie in 28 gezeigt ist. Ebenso kann die Lenkwinkelsteuerung zum Verbessern der Fahrzeugstabilität gemäß der relativen Beziehung zwischen den Greiffaktoren der Räder verwendet werden. 32 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel der Lenkwinkelsteuerung zum Verbessern der Fahrzeugstabilität auf der Grundlage des relativen Greiffaktors jedes Rads zeigt. Am Ausgang sieht das Programm eine Initialisierung des Systems bei einem Schritt 101 vor und werden verschiedenartige Sensorsignale und Kommunikationssignale bei einem Schritt 102 eingelesen. Dann wird das Ist-Ausrichtungsdrehmoment jedes Rads auf der Grundlage dieser Signale bei einem Schritt 103 geschätzt und wird das Bezugsausrichtungsdrehmoment bei einem Schritt 104 berechnet, so dass der Greiffaktor ε jedes Rades bei einem Schritt 105 geschätzt wird, wie vorstehend genau erklärt ist. Als nächstes wird bei einem Schritt 106 der Greiffaktor eines Rads, dessen Greiffaktor minimal ist, insbesondere wenn ein Griff des Rads sich auf seinen minimalen Wert verringert hat, bestimmt. Dann schreitet das Programm zu einem Schritt 107 weiter, bei dem der Greiffaktor des Rads mit einem vorbestimmten Wert ε1 verglichen wird. Wenn bestimmt wird, dass der Greiffaktor gleich wie oder geringer als der vorbestimmte Wert ε1 ist, schreitet das Programm zu einem Schritt 108 weiter, bei dem der Lenkwinkel verringert wird, um den Greiffaktor des Rads zurückzustellen. Als Folge wird die Seitenkraft im Ganzen verringert. Daher wird der Lenkwinkel für ein Rad, das an einer Position angeordnet ist, das entgegengesetzt zu dem gelenkten Rad in seitliche Richtung des Fahrzeugs, das nach vorn fährt, bei einem Schritt 109 vergrößert.
29 zeigt ein Blockdiagramm zum Einrichten einer gewünschten Lenkreaktionskraft bei dem Lenkreaktionskraftsimulator (SST), wie in den 3 und 4 gezeigt. Es ist erforderlich, dass der Lenkreaktionskraftsimulator (SST) die geeignete Reaktionskraft und die Information hinsichtlich der Reaktionskraft bereitstellt, die auf das Rad von der Fahrbahnfläche aufgebracht wird. Zum Erfüllen dieser Anforderungen ist er bei der gewünschten Lenkreaktionskrafteinstelleinheit M67 gebildet, dass die gewünschte Lenkreaktionskraft τt gemäß zumindest dem Betrag der Betätigung des Lenkrads, dem Lenkwinkel des Rads, der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Fahrzeugzustandsvariablen, des Greiffaktors und des Reibungskoeffizienten eingerichtet wird, um eine Charakteristik einer Lenkreaktion gemäß dem Betrag einer Betätigung des Fahrzeugfahrers bereit zu stellen. Wie in 29 gezeigt ist, sind die Lenkbetätigungserfassungseinheit M61, der Lenkwinkel der Raderfassungseinheit M62, die Greiffaktor- und Reibungskoeffizientenschätzeinheit M63, die Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungseinheit M64, die Fahrzeugverhaltenserfassungseinheit M65 und die Fahrzeugzustandsvariablenberechnungseinheit M66 zum Erfassen, Schätzen und Berechnen der Faktoren auf die gleiche Art und Weise vorgesehen, wie vorstehend beschrieben ist. Und bei der gewünschten Lenkreaktionskrafteinstelleinheit M67 wird dann, wenn das Fahrzeug bei einer hohen Geschwindigkeit fährt, die gewünschte Lenkreaktionskraft so eingerichtet, dass sie vergrößert wird, um die Fahrzeugstabilität zu verbessern. Wenn zumindest entweder der Greiffaktor oder der Reibungskoeffizient verringert wird, wird die gewünschte Lenkreaktionskraft eingerichtet, so dass sie von derjenigen in der normalen Bedingung unterschiedlich ist, beispielsweise größer oder kleiner als die normale Lenkreaktionskraft ist, und wird dieser Zustand dem Fahrzeugfahrer mitgeteilt.
30 zeigt ein Blockdiagramm zum Einstellen einer gewünschten Bremskraft für jedes Rad. Bei einer Radbremskrafteinstelleinheit M77 werden auf der Grundlage des Betrags einer Bremsbetätigung, einer Fahrzeuggeschwindigkeit und zumindest entweder des Greiffaktors und des Fahrbahnreibungskoeffizienten gewünschte Werte (Mfrt, Bflt, Brrt, Brlt) einer Bremskraft für jedes Rad für die normale Betriebsart eingerichtet (insbesondere eine andere als die Steuerungsbetriebsarten wie zum Beispiel ABS, TRC, EBD, VSC oder BA, wie vorstehend beschrieben ist). Somit wird die Charakteristik der gewünschten Bremskraft gemäß dem Betrag einer Betätigung des Fahrzeugfahrers eingerichtet. Wie in 30 gezeigt ist, sind die Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungseinheit M71, eine Bremspedalbetätigungserfassungseinheit M72, eine Greiffaktor- und Reibungskoeffizientenschätzeinheit 73, eine Raddrehzahlerfassungseinheit M74, eine Radlenkwinkelerfassungseinheit M75 und eine Fahrzeugverhaltenserfassungseinheit M76 zum Erfassen und Schätzen der Faktoren auf gleiche Art und Weise vorgesehen, wie vorstehend beschrieben ist. Und bei einer Radbremskrafteinstelleinheit M77 wird dann, wenn das Fahrzeug bei einer hohen Geschwindigkeit fährt, die Bremskraft, die auf jedes Rad aufgebracht wird, eingerichtet, so dass sie größer als diejenige ist, die auf die Hinterräder bei der Bremskraftverteilungssteuerung aufgebracht wird, um die Fahrzeugstabilität sicher zu stellen. Ebenso wird auf der Grundlage von zumindest entweder des Greiffaktors oder des Fahrbahnreibungskoeffizienten die gewünschte Radbremskraft für jedes Rad eingerichtet, wie in 31 gezeigt.
In dem Fall, dass der Fahrbahnreibungskoeffizient oder der Greiffaktor hoch ist, wird er eingerichtet, wie durch eine durchgezogene Linie 0-A-B in 31 angedeutet ist. In dem Fall, dass der Betrag der Betätigung des Bremspedals klein ist, insbesondere wenn die Fahrzeugverzögerung klein ist, wird sie eingerichtet, wie durch ein Liniensegment 0-A in 31 angedeutet ist, um den Gradienten der gewünschten Bremskraft als Reaktion auf den Betrag der Betätigung des Bremspedals zu erhöhen. Wenn der Betrag der Betätigung des Bremspedals sich auf einen bestimmten Betrag erhöht hat, wenn insbesondere die Fahrzeugverzögerung groß geworden ist, wird der Gradient so eingerichtet, dass er klein ist, wie durch ein Liniensegment A-B angedeutet ist, so dass die Steuerbarkeit der Fahrzeugverzögerung hinsichtlich des Betrags der Betätigung verbessert wird. In dem Fall, dass der Fahrbahnreibungskoeffizient oder der Greiffaktor niedrig ist, wird die Obergrenze der Fahrzeugverzögerung, die zu erhalten ist, begrenzt, so dass ein Todanteil bei der Betätigung des Bremspedals verursacht wird. Daher wird der Gradient der gewünschten Bremskraft hinsichtlich des Betrags der Betätigung des Bremspedals so eingerichtet, dass er klein ist, wie durch eine gestrichelte Linie in 31 angedeutet ist, so dass die Steuerbarkeit der Fahrzeugverzögerung verbessert wird. Wenn in diesem Fall ein Fehler beim Schätzen des Fahrbahnreibungskoeffizienten oder des Greiffaktors verursacht wurde, sollte der Gradient der gewünschten Bremskraft hinsichtlich des Betrags der Betätigung des Bremspedals groß eingerichtet werden, wie durch ein Liniensegment C-B in 31 angedeutet ist, um eine maximale Fahrzeuggeschwindigkeit als Versagensschutz sicher zu stellen.
Des Weiteren wird zum Verbessern der Fahrzeugstabilität oder der Fahrzeugverzögerungseigenschaft die gewünschte Bremskraft für jedes Rad bei der Bremskraftsteuerungseinheit M78 abgewandelt, wobei die Bremskraftsteuerung durchgeführt wird, so dass die Antischleudersteuerung (ABS), die Traktionssteuerung (TRC), die Fahrzeugstabilitätssteuerung (VSC), die Bremskraftverteilungssteuerung (EBD), die Bremsunterstützungssteuerung (BA) und dergleichen durchgeführt werden, die allgemein bekannt sind. Daher ist sie so aufgebaut, dass die Grenzwerte für die Bestimmung zum Einleiten oder Beendigen dieser Steuerungen oder die Steuerungsbeträge für diese Steuerungen auf der Grundlage von zumindest entweder des Greiffaktors oder des Fahrbahnreibungskoeffizienten bestimmt werden.
Die gewünschte Bremskraft für jedes Rad wird eingerichtet, wie in 30 gezeigt ist. Ebenso kann die Bremskraftsteuerung zum Verbessern der Fahrzeugstabilität gemäß der relativen Beziehung zwischen den Greiffaktoren der Räder durchgeführt werden. 33 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel der Bremskraftsteuerung zum Verbessern der Fahrzeugstabilität auf der Grundlage der relativen Beziehung zwischen den Greiffaktoren der Räder zeigt. Am Ausgang sieht das Programm eine Initialisierung des Systems bei einem Schritt 201 vor und werden verschiedenartige Sensorsignale und Kommunikationssignale bei einem Schritt 202 eingelesen. Dann wird das Ist-Ausrichtungsdrehmoment jedes Rads auf der Grundlage dieser Signale bei einem Schritt 203 berechnet und wird das Bezugsausrichtungsdrehmoment jedes Rads bei einem Schritt 204 berechnet, so dass der Greiffaktor jedes Rads bei einem Schritt 205 geschätzt wird.
Als nächstes wird bei einem Schritt 206 der Greiffaktor eines Rads, dessen Greiffaktor minimal ist, insbesondere wenn der Griff des Rads sich auf seinen minimalen Wert verringert hat, bestimmt. Dann schreitet das Programm zu einem Schritt 207 weiter, bei dem der Greiffaktor des Rads mit einem vorbestimmten Wert ε2 verglichen wird. Wenn bestimmt wird, dass der Greiffaktor gleich wie oder kleiner ist als der vorbestimmte Wert ε2, schreitet das Programm zu einem Schritt 208 weiter, bei dem zumindest ein Rad mit einer Grenze eines Greiffaktors aus den Rädern ausgewählt wird, die andere als das Rad ist, dessen Greiffaktor minimal ist und schreitet weitergehend zu einem Schritt 209 weiter, bei dem die Bremskraft auf das ausgewählte Rad aufgebracht wird. Durch Steuern dieser Bremskraft wird die Fahrzeuggeschwindigkeit verringert, um die Fahrzeugstabilität zu verbessern. Das Rad, dessen Bremskraft zu steuern ist, wird nicht nur auf der Grundlage der Bestimmung auf der Grundlage des Greiffaktors ausgewählt, sondern auch, um nicht irgend ein unnötiges Giermoment auf das Rad zu verursachen, wobei die Bremskraft darauf aufgebracht wird, und wird der Steuerungsbetrag (insbesondere die Bremskraft, die aufzubringen ist) bestimmt.
34 zeigt ein Beispiel der Bremskraftsteuerung, die auf der Grundlage des relativen Greiffaktors durchgeführt wird, wobei die Schritte 301–306 die gleichen wie die Schritte 201–206 in 33 sind, so dass die Erklärung von diesen weggelassen wird. Nachdem das Rad, dessen Greiffaktor minimal ist, bei einem Schritt 306 bestimmt ist, schreitet das Programm zu einem Schritt 307 weiter, bei dem bestimmt wird, ob der Fahrzeugfahrer das Bremspedal BP betätigt hat. Wenn bestimmt ist, dass der Fahrer es betätigt hat, schreitet das Programm weitergehend zu einem Schritt 308 weiter, bei dem der Greiffaktor mit einem vorbestimmten Wert ε3 verglichen wird. Wenn bestimmt wird, dass der Greiffaktor gleich wie oder kleiner als der vorbestimmte Wert ε3 ist, schreitet das Programm zu einem Schritt 309 weiter, bei dem die Bremskraft, die auf das Rad aufgebracht wird, so gesteuert wird, dass sie verringert wird, um den Greiffaktor des Rads mit dem verringerten Greiffaktor zurückzustellen. Ebenso wird die Bremskraft die auf das Rad aufgebracht wird, relativ zu dem Rad so gesteuert, dass sie bei einem Schritt 310 erhöht wird. In diesem Fall wird jedoch die Bremskraft im Ganzen verringert, so dass die Fahrzeugverzögerung entgegen dem Betrag der Bremsbetätigung des Fahrzeugfahrers verringert wird. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird daher das Rad, auf die die Bremskraftsteuerung anzuwenden ist, ausgewählt und wird die Bremskraft auf der Grundlage des Greiffaktors gesteuert, um zu verhindern, dass ein unnötiges Drehmoment durch die aufgebrachte Bremskraft erzeugt wird.
Des Weiteren ist es durch Vergleichen der Greiffaktoren von rechten und linken Rädern möglich, eine so genannte μ-Teilungsfahrbahn zu ermitteln, die zumindest zwei parallele Spuren mit unterschiedlichen Reibungskoeffizienten hat. 35 ist ein Ablaufdiagramm das die Bestimmung der μ-Teilungsfahrbahn auf der Grundlage des Greiffaktors zeigt. Die Schritte 401–405 sind die gleichen wie die Schritte 201–205 in 33, so dass die Erklärung von diesem weggelassen wird. Auf der Grundlage des Greiffaktors jedes Rads, der bei einem Schritt 405 geschätzt wird, wird die Differenz zwischen den Greiffaktoren von rechten und linken Rädern mit einem vorbestimmten Wert ε4 verglichen. Wenn bestimmt wird, dass er gleich wie oder größer als der vorbestimmte Wert ε4 ist, schreitet das Programm zu einem Schritt 407 weiter, bei dem bestimmt wird, dass das Fahrzeug auf der μ-Teilungsfahrbahn fährt. In dieser Hinsicht kann bestimmt werden, ob die Differenz des Greiffaktors zwischen dem Rechten und dem linken Rad sich aus der μ-Teilungsfahrbahn oder der Laständerung ergibt, da der Einfluss der Laständerung gemäß der Schätzung des Greiffaktors jedes Rads ausgeglichen wurde, wie vorstehend beschrieben ist. Die Information hinsichtlich der μ-Teilung, die bei dem Schritt 407 bestimmt wird, wird für die Bremssteuerung bei einem Schritt 408 verwendet und ebenso für die Lenksteuerung bei einem Schritt 409. Bei der Bremskraftsteuerung wird beispielsweise die gewünschte Bremskraft bereitgestellt, um zu ermöglichen, dass die Bremskraft auf die Fahrbahn mit einem höheren Reibungskoeffizienten aufgebracht wird, der wirksam verwendet wird. Bei der Lenksteuerung wird der Lenkwinkel vorgesehen, um das unnötige Giermoment zu verhindern, dass durch die Differenz der Bremskraft zwischen den rechten und linken Rädern verursacht wird. Die Differenz zwischen rechten und linken Rädern, die bei dem Schritt 406 bestimmt wird, umfasst die Differenz zwischen den rechten und linken Vorderrädern, die Differenz zwischen den rechten und linken Hinterrädern und die Differenz zwischen dem Durchschnitt von vorderen und hinteren rechten Rädern und dem Durchschnitt von vorderen und hinteren linken Rädern.
Des Weiteren kann, obwohl ein Ablaufdiagramm hier weggelassen ist, das Warnsystem ALM so gebildet sein, dass dann, wenn zumindest entweder der geschätzte Greiffaktor und der Fahrbahnreibungskoeffizient auf weniger als jeweils ein vorbestimmtes Grenzniveau verringert ist, eine Warninformation an den Fahrzeugfahrer durch eine Warnvorrichtung (wie in 4 gezeigt ist) durch einen Ton, eine Stimme, ein Licht, eine Vibration oder Ähnliches gegeben wird. Wenn des Weiteren der geschätzte Greiffaktor auf weniger als ein vorbestimmter Wert verringert ist, kann es beispielsweise so gebildet sein, dass die Verbrennungsmotorabgabe verringert werden soll oder die Bremswirkung durch die Verbrennungsmotorbremse durch ein Herunterschalten erhöht wird, um das Fahrzeug automatisch zu bremsen, so dass die Fahrzeuggeschwindigkeit verringert werden wird.
Im Hinblick auf die Ausführungsbeispiele mit derartigen Systemen, die gebildet sind, um den Greiffaktor von jedem Rad unabhängig und individuell zu schätzen, können sie auf einer Tabelle aufgelistet werden, wie in 38 gezeigt ist. Die Ausführungsbeispiele, wie vorstehend beschrieben ist, entsprechen dem Ausführungsbeispiel (a) beziehungsweise (b) in 38, wobei das Ausrichtungsdrehmoment durch die Abgabe des Lenkstellglieds geschätzt wird und der Radfaktor durch die Fahrzeugszustandsvariable geschätzt wird. Anstelle dieser geschätzten Werte können sie durch verschiedenartige Sensoren erfasst werden, wie auf der Tabelle in 38 aufgelistet ist.
36 zeigt ein Ausführungsbeispiel, das in dem Ausführungsbeispiel (c) auf der Tabelle in 38 entspricht und das sich auf ein System bezieht, das Drehmomentsensoren (TS1–TS4) und Seitenkraftsensoren FS1–FS4 hat. Wie in 36 gezeigt ist, sind die Drehmomentsensoren TS1–TS4 betriebsfähig an Achsschenkeln jeweils montiert, um das Drehmoment direkt zu erfassen, und sind die Seitenkraftsensoren FS1–FS4 betriebsfähig an Aufhängungselementen jeweils montiert, um die Seitenkraft direkt zu erfassen. Die Greiffaktorschätzvorrichtung zur Verwendung bei diesem System ist gebildet, wie in 37 gezeigt ist. Unter Bezugnahme auf die 36 und 37 wird die Reaktionskraft direkt durch die Drehmomentsensoren TS1–TS4 erfasst, die als eine Reaktionskrafterfassungseinheit M82 dienen. Dann wird der Reibungsanteil der Elemente bei dem Lenksystem, der bei einer Lenkreibungsdrehmomentschätzeinheit M84 auf der Grundlage des Ergebnisses geschätzt wird, das durch eine Radlenkwinkelerfassungseinheit M83 erfasst wird, von der Reaktionskraft entfernt, um das Ausrichtungsdrehmoment bei einer Ausrichtungsdrehmomentschätzeinheit M85 zu schätzen. Dann wird das geschätzte Ausrichtungsdrehmoment mit der Seitenkraft, die direkt durch die Seitenkraftsensoren FS1–FS4 geschätzt wird, die als eine Seitenkrafterfassungseinheit M89 dienen, bei einer Greiffaktorschätzeinheit M90 verglichen, wobei der Greiffaktor ε auf die gleiche Art und Weise wie in 8 geschätzt wird.
Das Ausführungsbeispiel (d) in 38 dasjenige, bei dem der Radschlupfwinkel an die Stelle des Radfaktors des Ausführungsbeispiels (c) gesetzt ist, wie vorstehend beschrieben ist. In diesem Fall wird zum direkten Erfassen des Radschlupfwinkels ein Geschwindigkeitssensor zum optischen erfassen einer Geschwindigkeit in seine Längsrichtung (Vx) einer Geschwindigkeit in seine seitliche Richtung (Vy) zum Erhalten des Radschlupfwinkels als tan^–1(Vy/Vx) eingesetzt.
In jedem der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele ist der Aufbau so, dass der Lenkwinkel jedes Rads (4 Räder insgesamt) des Fahrzeugs individuell gesteuert wird. Da die Vorderräder in hohem Maße zu dem Lenkbetrieb des Fahrzeugs beitragen, kann die Lenkbetätigung der Hinterräder weggelassen werden, wenn dies notwendig ist.
Die vorliegende Erfindung ist auf eine Fahrbahnbedingungsschätzvorrichtung zum Schätzen einer Fahrbahnbedingung zur Verwendung bei einem Fahrzeug gerichtet mit einer Lenksteuereinheit zum Betätigen einer Vorrichtung, die mechanisch unabhängig von einem manuell betätigten Lenkelement ist, um jedes Rad zu steuern. Die Vorrichtung weist ein Lenkelement auf, um jedes Rad zu lenken. Die Vorrichtung weist eine Reaktionsdrehmomenterfassungseinheit zum Erfassen eines Reaktionsdrehmoments zum Erfassen eines Reaktionsdrehmoments auf, wenn zumindest ein Rad des Fahrzeugs durch die Lenksteuereinheit gelenkt wird, eine Ausrichtungsdrehmomentschätzeinheit zum Schätzen eines Ausrichtungsdrehmoments, das an dem Rad erzeugt wird, auf der Grundlage des Reaktionsdrehmoments, das durch die Reaktionsdrehmomenterfassungseinheit erfasst wird, eine Radfaktorbereitstellungseinheit zum Bereitstellen von zumindest einem von Radfaktoren einschließlich von einer Seitenkraft und eines Schlupfwinkels, die auf das Rad aufgebracht werden, und eine Greiffaktorschätzeinheit auf zum Schätzen eines Greiffaktors von zumindest einem Reifen des Rads gemäß einer Beziehung zwischen dem Ausrichtungsdrehmoment, das durch die Ausrichtungsdrehmomentschätzeinheit geschätzt wird, und dem Radfaktor, der durch die Radfaktorbereitstellungseinheit geschätzt wird.

Claims

Vorrichtung zum Schätzen einer Fahrbahnbedingung zur Verwendung bei einem Fahrzeug, das eine Lenkungssteuerungseinrichtung zum mechanischen Betätigen einer Vorrichtung unabhängig von einem manuell betriebenen Lenkungselement hat, um jedes Rad zu steuern, mit: einer Reaktionsdrehmomenterfassungseinrichtung (M2) zum Erfassen eines Reaktionsdrehmoments, wenn zumindest ein Rad des Fahrzeugs durch die Lenkungssteuerungseinrichtung gelenkt wird; einer Ausrichtungsdrehmomentschätzeinrichtung (M5) zum Schätzen eines Ausrichtungsdrehmoments, das an dem Rad erzeugt wird, auf der Grundlage des durch die Reaktionsdrehmomenterfassungseinrichtung erfassten Reaktionsdrehmoments; einer Radfaktorbereitstellungseinrichtung (M8) zum Bereitstellen von zumindest einem von Radfaktoren einschließlich einer Seitenkraft und eines Schlupfwinkels, die auf das Rad aufgebracht werden; und einer Greifffaktorschätzeinrichtung (M10) zum Schätzen eines Greifffaktors von zumindest einem Reifen des Rads gemäß einer Beziehung zwischen dem Ausrichtungsdrehmoment, das durch die Ausrichtungsdrehmomentschätzeinrichtung geschätzt wird, und dem Radfaktor, der durch die Radfaktorbereitstellungseinrichtung bereitgestellt wird.
Vorrichtung zum Schätzen einer Fahrbahnbedingung gemäß Anspruch 1, des weiteren mit: einer Referenzausrichtungsdrehmomenteinstelleinrichtung zum Einstellen eines Referenzausrichtungsdrehmoments auf der Grundlage des Radfaktors, der durch die Radfaktorbereitstellungseinrichtung bereitgestellt wird, und des Ausrichtungsdrehmoments, das durch die Ausrichtungsdrehmomentschätzeinrichtung geschätzt wird, wobei die Greifffaktorschätzeinrichtung den Greifffaktor des Reifens auf der Grundlage eines Ergebnisses eines Vergleichs zwischen dem Ausrichtungsdrehmoment, das durch die Ausrichtungsdrehmomentschätzeinrichtung geschätzt wird, und dem Referenzausrichtungsdrehmoment schätzt, der durch die Referenzausrichtungsdrehmomenteinstelleinrichtung eingestellt wird.
Vorrichtung zum Schätzen einer Fahrbahnbedingung gemäß Anspruch 2, wobei die Referenzausrichtungsdrehmomenteinstelleinrichtung das Referenzausrichtungsdrehmoment durch Annähern einer Charakteristik des Ausrichtungsdrehmoments, das durch die Ausrichtungsdrehmomentschätzeinrichtung geschätzt wird, gegen den Radfaktor, der durch die Radfaktorbereitstellungseinrichtung bereitgestellt wird, an eine lineare Charakteristik des Referenzausrichtungsdrehmoments einschließlich zumindest des Ursprungs einstellt und das Referenzausrichtungsdrehmoment auf der Grundlage der linearen Charakteristik des Referenzausrichtungsdrehmoments einstellt.
Vorrichtung zum Schätzen einer Fahrbahnbedingung gemäß Anspruch 2, wobei die Referenzausrichtungsdrehmomenteinstelleinrichtung eine lineare Charakteristik des Referenzausrichtungsdrehmoments mit einem Gradienten einstellt, der durch ein Bürstenmodell des Rads bereitgestellt wird, und das Referenzausrichtungsdrehmoment auf der Grundlage der linearen Charakteristik des Referenzausrichtungsdrehmoments einstellt.
Vorrichtung zum Schätzen einer Fahrbahnbedingung gemäß Anspruch 1, des weiteren mit: einer Reibungsschätzeinrichtung zum Schätzen eines Reibungskoeffizienten einer Fahrbahn, an der das Fahrzeug fährt, auf der Grundlage des Greiffaktors, der durch die Greiffaktorschätzeinrichtung geschätzt wird.
Vorrichtung zum Schätzen einer Fahrbahnbedingung gemäß Anspruch 5, des weiteren mit: einer Warneinrichtung zum Warnen eines Fahrzeugfahrers, wenn zumindest einer von Fahrbahnfaktoren einschließlich des Greiffaktors, der durch die Greiffaktorschätzeinrichtung geschätzt wird, und des Reibungskoeffizienten, der durch die Reibungsschätzeinrichtung geschätzt wird, geringer als ein vorbestimmter Wert ist.
Vorrichtung zum Schätzen einer Fahrbahnbedingung gemäß Anspruch 5, des weiteren mit: einer Fahrbahnflächenbestimmungseinrichtung zum Bestimmen, ob das Fahrzeug an einer geteilten Fahrbahn mit zumindest zwei parallelen Spuren fährt, die unterschiedliche Reibungskoeffizienten haben, auf der Grundlage des Ergebnisses eines Vergleichs zwischen zumindest einem der Fahrbahnfaktoren einschließlich des Greiffaktors, der durch die Greiffaktorschätzeinrichtung geschätzt wird, und des Reibungskoeffizienten, der durch die Reibungsschätzeinrichtung geschätzt wird, mit Bezug auf ein rechtes Rad des Fahrzeugs, und von zumindest einem der Fahrbahnfaktoren mit Bezug auf ein linkes Rad des Fahrzeugs.
Fahrzeugbewegungssteuerungsvorrichtung, die mit einer Vorrichtung zum Schätzen einer Fahrbahnbedingung zur Verwendung bei einem Fahrzeug versehen ist, das eine Lenkungssteuerungseinrichtung zum mechanischen Betätigen einer Vorrichtung unabhängig von einem manuell betriebenen Lenkungselement hat, um jedes Rad zu lenken, mit: einer Reaktionsdrehmomenterfassungseinrichtung (M2) zum Erfassen eines Reaktionsdrehmoments, wenn zumindest ein Rad des Fahrzeugs durch die Lenkungssteuerungseinrichtung gelenkt wird; einer Ausrichtungsdrehmomentschätzeinrichtung (M5) zum Schätzen eines Ausrichtungsdrehmoments, das an dem Rad erzeugt wird, auf der Grundlage des durch die Reaktionsdrehmomenterfassungseinrichtung erfassten Reaktionsdrehmoments; einer Radfaktorbereitstellungseinrichtung (M8) zum Bereitstellen von zumindest einem von Radfaktoren einschließlich einer Seitenkraft und eines Schlupfwinkels, die auf das Rad aufgebracht werden; und einer Greiffaktorschätzeinrichtung (M10) zum Schätzen eines Greiffaktors von zumindest einem Reifen des Rads gemäß einer Beziehung zwischen dem Ausrichtungsdrehmoment, das durch die Ausrichtungsdrehmomentschätzeinrichtung geschätzt wird, und dem Radfaktor, der durch die Radfaktorbereitstellungseinrichtung bereitgestellt wird, wobei die Lenkungssteuerungseinrichtung das Rad zum Vorsehen seines Lenkungswinkels auf der Grundlage des Greiffaktors lenkt, der durch die Greiffaktorschätzeinrichtung geschätzt wird.
Fahrzeugbewegungssteuerungsvorrichtung gemäß Anspruch 8, des weiteren mit: einer Reibungsschätzeinrichtung zum Schätzen eines Reibungskoeffizienten einer Fahrbahn, an der das Fahrzeug fährt, auf der Grundlage des Greiffaktors, der durch die Greiffaktorschätzeinrichtung geschätzt wird, wobei die Lenkungssteuerungseinrichtung das Rad zum Vorsehen seines Lenkungswinkels auf der Grundlage vom zumindest einem von Radfaktoren einschließlich des Greiffaktors, der durch die Greiffaktorschätzeinrichtung geschätzt wird, und von dem Reibungskoeffizienten lenkt, der durch die Reibungsschätzeinrichtung geschätzt wird.
Fahrzeugbewegungssteuerungsvorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei die Lenkungssteuerungseinrichtung ein Rad des Fahrzeugs lenkt, wobei der Greiffaktor auf weniger als einen vorbestimmten Wert verringert ist, um den Lenkungswinkel des einen Rads zu verringern.
Fahrzeugbewegungssteuerungsvorrichtung gemäß Anspruch 10, wobei die Lenkungssteuerungseinrichtung das andere Rad von dem Fahrzeug, das an einer Position angeordnet ist, die entgegengesetzt zu dem einen Rad in die seitliche Richtung des Fahrzeugs ist, lenkt, um den Lenkungswinkel des anderen Rads zu erhöhen.
Fahrzeugbewegungssteuerungsvorrichtung gemäß Anspruch 8, des weiteren mit: einer Bremskraftsteuerungseinrichtung zum Steuern einer Bremskraft, die auf jedes Rad des Fahrzeugs aufgebracht wird, wobei die Bremskraftsteuerungseinrichtung die Bremskraft auf der Grundlage des Greiffaktors einstellt, die durch die Greiffaktorschätzeinrichtung geschätzt wird.
Fahrzeugbewegungssteuerungsvorrichtung gemäß Anspruch 12, wobei dann, wenn der Greiffaktor des einen Rads des Fahrzeugs, der durch die Greiffaktorschätzeinrichtung geschätzt wird, auf weniger als einen vorbestimmten Wert verringert ist, die Bremskraftsteuerungseinrichtung die Bremskraft auf Räder des Fahrzeugs aufbringt, die andere als das eine Rad sind.
Fahrzeugbewegungssteuerungsvorrichtung gemäß Anspruch 12, wobei dann, wenn der Greiffaktor des einen Rads des Fahrzeugs, der durch die Greiffaktorschätzeinrichtung geschätzt wird, auf weniger als einen vorbestimmten Wert während des Bremsbetriebs des Fahrzeugs verringert ist, die Bremskraftsteuerungseinrichtung die Bremskraft verringert, die auf das eine Rad aufgebracht wird.
Fahrzeugbewegungssteuerungsvorrichtung gemäß Anspruch 14, wobei dann, wenn die Bremskraftsteuerungseinrichtung die Bremskraft, die auf das eine Rad aufgebracht wird, verringert, die Bremskraftsteuerungseinrichtung die Bremskraft, die auf zumindest eines der Räder des Fahrzeugs aufgebracht wird, die andere als das eine Rad sind, erhöht.
Fahrzeugbewegungssteuerungsvorrichtung gemäß Anspruch 8, des weiteren mit: einer Referenzausrichtungsdrehmomenteinstelleinrichtung zum Einstellen eines Referenzausrichtungsdrehmoments auf der Grundlage des Radfaktors, der durch die Radfaktorbereitstellungseinrichtung bereitgestellt wird, und des Ausrichtungsdrehmoments, das durch die Ausrichtungsdrehmomentschätzeinrichtung geschätzt wird, wobei die Greiffaktorschätzeinrichtung den Greiffaktor des Reifens auf der Grundlage eines Ergebnisses eines Vergleichs zwischen dem Ausrichtungsdrehmoment, das durch die Ausrichtungsdrehmomentschätzeinrichtung geschätzt wird, und dem Referenzausrichtungsdrehmoment schätzt, das durch die Referenzausrichtungsdrehmomenteinstelleinrichtung eingestellt wird.
Fahrzeugbewegungssteuerungsvorrichtung gemäß Anspruch 16, wobei die Referenzausrichtungsdrehmomenteinstelleinrichtung das Referenzausrichtungsdrehmoment durch Annähern einer Charakteristik des Ausrichtungsdrehmoments, das durch die Ausrichtungsdrehmomentschätzeinrichtung geschätzt wird, gegen des Radfaktor, der durch die Radfaktorbereitstellungseinrichtung bereitgestellt wird, an eine lineare Charakteristik des Referenzausrichtungsdrehmoments einschließlich von zumindest dem Ursprung einstellt und das Referenzausrichtungsdrehmoment auf der Grundlage der linearen Charakteristik des Referenzausrichtungsdrehmoments einstellt.
Fahrzeugbewegungssteuerungsvorrichtung gemäß Anspruch 17, wobei die Referenzausrichtungsdrehmomenteinstelleinrichtung eine lineare Charakteristik des Referenzausrichtungsdrehmoments mit einem Gradienten einstellt, der durch ein Bürstenmodell des Rads vorgesehen wird, und das Referenzausrichtungsdrehmoment auf der Grundlage der linearen Charakteristik des Referenzausrichtungsdrehmoments einstellt.